به کوشش

سحر صمصامی

انار محصول بومی ایران بوده و در حال حاضر با داشتن 60 هزار هکتار سطح زیر کشت و اختصاص بیش از 40% تولید جهانی، مقام اول تولید انار در جهان را داراست. با این وجود به دلیل عدم وجود تجهیزات مناسب برای فرآوری پس از برداشت این محصول، درصد ضایعات آن نیز در ایران نسبت به سایر کشورها به مراتب بالاتر است. با در نظر گرفتن معایب روش‌های سنتی غیرمکانیزه مرسوم همچون بازده پایین، طاقت‌فرسا بودن و غیر بهداشتی بودن، تحقیق و بکارگیری روش‌های مناسب‌تر در این زمینه ضروریست. هدف از این پژوهش طراحی و ساخت دستگاهی به منظور دانه‌کردن انار براساس دمیدن هوای تحت فشار از طریق افشانک‌هایی با الگوی حرکتی مشخص و اعمال همزمان ارتعاش در بسامدها و دامنه‌های تعیین شده بر روی سطح میوه نصف شده و در نهایت خروج دانه‌ها و همچنین بررسی پارامترهایی همچون دامنه، بسامد ارتعاش و نوع برش بر کارایی دستگاه می‌باشد. نتایج بدست آمده نشان داد که روش مورد آزمایش در این تحقیق توانایی جداکردن دانه‌های میـوه انار را با بازده 1/82% و تلفات 5/21% را دارا می‌باشد. همچنین نتایج تجزیه واریانس داده‌ها نشان داد که پارامترهای نوع برش و بسامد ارتعاش و دامنه ارتعاش بترتیب تأثیر معنی‌داری بر درصد دانه‌های خارج شده و صدمه دیده در سطح احتمال 1% داشتند. بیشترین درصد جدایش دانه‌ها برای برش مورب با 1/85%، بسامد 30 هرتز با 4/82% و دامنه 6 میلی‌متر با 82% بدست آمد. همچنین کمترین درصد آسیب ناشی از جدایش نیز برای برش افقی با 6/21%، بسامد 20 هرتز با 2/22% و دامنه 6 میلی‌متر با 1/17% گزارش شده است. نتایج مقایسه و بررسی دو روش دانه کردن انار به وسیله جت هوا به همراه ارتعاش و جت هوا به تنهایی نشان دهنده وجود اختلاف معنی‌داری در سطح 1% بر درصد جدایش و اختلاف در سطح 5% بر درصد آسیب ناشی از جدایش بود.

فهرست مطالب
فصل اول

فصل اول: مقدمه 2

1-1 اهمیت محصول انار 3

1-2 گیاه‌شناسی‌، منشأ و ارقام انار 3

1-3 خواص و کاربرد انار 5

1-3-1 کاربرد و ارزش غذایی 5

1-3-2 خواص دارویی 6

1-4 جداسازی دانه انار 6

1-5- اهداف طرح 9

فصل دوم

فصل دوم: مروری بر پژوهش‌های پیشین 11

2-1 روش‌های مکانیکی دانه کردن انار 11

2-1-1 روش ارتعاشی 11

2-1-2 روش ضربه‌ای 12

2-2 دانه کردن به کمک جت سیال 12

2-3 مروری بر مبانی ارتعاش و تحقیقات انجام گرفته بر اساس آن 18

2-3-1 درخت‌تکان‌های اینرسیایی و بادی 24

2-4 مروری بر تحقیقات انجام گرفته با بهره گرفتن از فناوری جت هوا 25

2-4-1 مبانی نظری جت‌های برخوردی 27

فصل سوم

فصل سوم: مواد و روش‌ها 31

3-1 تهیه انار 31

3-2 نحوه کارکرد دستگاه دانه‌کن انار 32

3-3 معرفی اجزاء دستگاه 33

3-3-1 شاسی دستگاه 33

3-3-2 کمپرسور هوا، مخزن و رگولاتور 34

3-3-3 موتور الکتریکی محرک نازل‌ها 36

3-3-4 نازل‌ها و شیلنگ‌های باد 36

3-3-5 مدار الکتریکی جهت چرخش نازل‌ها 38

3-3-6 موتور الکتریکی سه فاز 39

3-3-7 اینورتر 40

3-3-8 کاسه‌گیر انار 41

3-3-9 صفحه شیب‌دار 41

3-4 تعریف متغیرها و محاسبات 42

3-4-1 محاسبه درصد جدایش 42

3-4-2 محاسبه درصد آسیب ناشی از جدایش 43

3-4-3 محاسبه درصد آسیب ناشی از برش 43

فصل چهارم

فصل چهارم: بحث و نتیجه‌گیری 45

4-1 بررسی عملکرد دستگاه دانه‌کن انار با بهره گرفتن از ارتعاش و جت هوا 45

4-1-1 ارزیابی درصد دانه‌های جدا شده 45

4-1-1-1 در حالت حذف بسامد 30 هرتز 45

4-1-1-1-1 بررسی اثر بسامد ارتعاش حذف شده در دامنه‌های 2 و 4 میلی‌متر بر درصد جدایش دانه‌های انار 48

4-1-1-2 در حالت حذف دامنه 6 میلی‌متر 49

4-1-1-2-1 بررسی اثر دامنه ارتعاش حذف شده در سطوح بسامد 10 و 20 هرتز بر درصد جدایش دانه‌های انار 50

4-1-2 نتایج بررسی درصد دانه‌های آسیب‌دیده ناشی از جدایش 51

4-1-2-1 در حالت حذف بسامد 30 هرتز 51

4-1-2-1-1 بررسی اثر بسامد ارتعاش حذف شده در دامنه‌های 2 و 4 میلی‌متر بر درصد آسیب ناشی

 

از جدایش دانه انار 54

4-2 نتایج ارزیابی دستگاه دانه‌کن انار با بهره گرفتن از جت هوا 54

4-2-1 درصد دانه‌های جدا شده 54

4-2-2 درصد دانه‌های آسیب‌دیده ناشی از جدایش 55

4-2-3 درصد دانه‌های آسیب‌دیده ناشی از برش 56

4-3 مقایسه دو روش دانه‌کردن انار با جت هوا و ارتعاش با سیستم الحاقی جت هوا 56

4-3-1 نتایج بررسی و مقایسه درصد دانه‌های جدا شده 56

4-3-2 مقایسه درصد دانه‌های آسیب‌دیده ناشی از جدایش 57

4-4 نتیجه‌گیری 58

4-5 ارائه پیشنهادات 60

منابع و مأخذ 61

فهرست جداول

 

جدول 1-1 تركیب و ارزش غذایی انار در هر 100 گرم قسمت خوراكی میوه 5

جدول 2-1 مقایسه درصد ریزش میوه در ارتعاش افقی و عمودی شاخه سیب 21

جدول 2-2 مقایسه بین مقادیر محاسبه شده توسط فرمول و مقادیر واقعی درصد برداشت در دامنه و بسامدهای مختلف نوسان 21

جدول 3-1 مشخصات کمپرسور مورد استفاده 35

جدول 4-1- جدول تجزیه واریانس درصد جدایش دانه انار 46

جدول 4-2- جدول تجزیه واریانس درصد جدایش دانه انار 49

جدول 4-3- جدول تجزیه واریانس درصد آسیب ناشی از جدایش دانه انار 52

 

فهرست تصاویر

 

شکل 2-1 دانه شدن انار با بهره گرفتن از نقاله‌های مرتعش 11

شکل 2-2 نمائی از دستگاه دانه‌کن انار ضربه‌ای 12

شکل 2-3 نمایی از دستگاه دانه‌کن انار سریج (1985) 13

شکل 2-4 مکانیزم هدایت‌کننده افشانک در مسیر مارپیچی سریج (1985) 14

شکل 2-5 ماشین دانه‌کن انار اشمیلوویچ و همکاران (2008) 15

شکل 2-6 واحد جدایش دستگاه دانه‌کن انار شمیلوویچ و همکاران (2008) 15

شکل 2-7 انواع حرکت‌های دوبعدی آزمایش شده توسط خزائی و همکاران (2008a) 16

شکل 2-8 حرکت دو بعدی افشانک در مسیر مارپیچی شکل خزائی و همکاران (2008a) 16

شکل 2-9 افشانک و مسیر حرکت آن، استفاده شده در دستگاه دانه‌کن انار اکرامی راد (1387) 17

شکل 2-10 نمای ایزومتریک دستگاه دانه‌کن انار میریان (1388) 18

شکل 2-11 آبگیری مرکبات با بهره گرفتن از دو جت هوا (ناهیر و رونن، 1992) 25

شکل 2-12 شماتیك بازوی رباتیک مورد استفاده برای ایجاد حركت دو بعدی افشانك (خزائی و همکاران، (2008b 26

شکل 2-13 نمایی از دستگاه حبه‌کن انگور (شبیری، 1390) 26

شکل 2-14 برخورد جت دوتایی بر سطح مایل 28

شکل 3-1 نمای شماتیک از دستگاه ساخته شده 34

شکل 3-2 کمپرسور دو مرحله‌ای 35

شکل 3-3 رگولاتور فشار با رطوبت‌گیر 36

شکل 3-4 موتور الکتریکی محرک نازل‌ها 37

شکل 3-5 نمای کلی نازل باد ساخته شده 38

شکل 3-6 ابعاد نازل ساخته شده با قطر 5/3 میلی‌متر 38

شکل 3-7 نقشه مدار الکتریکی طراحی شده برای چرخش نازل‌ها 39

شکل 3-8 تصویر مدار الکتریکی طراحی شده برای چرخش نازل‌ها 39

شکل 3-9 موتور الکتریکی استفاده شده جهت ایجاد ارتعاش 40

شکل 3-10 اینورتر استفاده شده برای تغییر دور موتور الکتریکی سه فاز 40

شکل 3-11 کاسه‌گیر ساخته شده 41

شکل 4-1 درصد جدایش دانه‌های انار در سطوح مختلف نوع برش میوه 47

شکل 4-2 درصد جدایش دانه انار در سطوح مختلف دامنه ارتعاش 47

شکل 4-3 درصد جدایش در تقابل سطوح مختلف بسامد و دامنه ارتعاش 48

شکل 4-4 درصد جدایش دانه‌های انار در سطوح مختلف بسامد و دامنه ارتعاش 48

شکل 4-5 تغییرات درصد جدایش در سطوح مختلف نوع برش 50