داریوش زارع
-
روند خشک کردن میگوی پرورشی (Litopenaeus vannamei) پوست گیری شده در یک خشک کن هوای گرم همرفتی برای تعیین فراسنجه های چروکیدگی، سینتیک خشک شدن، جرم حجمی و ضریب انتشار موثر رطوبت مورد مطالعه قرار گرفت. بدین منظور نمونه های میگو به شکل ورقه در سه سطح دمای 40، 50 و 60 درجه سلسیوس با سرعت ثابت هوای 1.5 متر بر ثانیه در دستگاه خشک کن ساخته شده، خشک شدند و وزن و حجم نمونه ها طی فرآیند خشک شدن، برای مدل سازی مورد استفاده قرار گرفتند. از بین مدل های تجربی در نظر گرفته شده برای چروکیدگی و سینتیک خشک کردن، مدل خطی بهترین مدل برای بیان تغییرات چروکیدگی در مقابل تغییرات نسبت رطوبت و مدل توزیع ویبال به عنوان بهترین مدل برای بیان تغییرات نسبت رطوبت-زمان انتخاب شد. از یک مدل تجربی وابسته به رطوبت برای بیان تغییرات جرم حجمی ظاهری میگو استفاده شد که با تخمین ضرایب آن، دامنه 3-kg m 1117-1050 به دست آمد. افزون بر آن برای بیان اثر محتوای رطوبت و دما بر ضریب انتشار موثر رطوبت میگو یک رابطه آرنیوسی استخراج شد. بر اساس نتایج، تغییرات ضریب انتشار موثر رطوبت میگو در دامنهm2 s-1 9-10×0.08 تا m2 s-1 9-10×7.39 به دست آمد. اثر بسط تعداد جملات قانون دوم فیک بر تغییرات نسبت رطوبت برای معادله ضریب انتشار موثر، مورد مطالعه قرار گرفت و مشخص شد افزایش تعداد جملات بیشتر از 100 جمله اثر قابل ملاحظه ای در دقت خروجی مدل ندارد و بر همین اساس تعداد صد جمله برای تخمین ضریب انتشار رطوبت توصیه می شود. همچنین برای تعیین این ضریب، اثر چروکیدگی به عنوان عامل تاثیرگذار باید لحاظ گردد.
کلید واژگان: چروکیدگی, خشک کردن, ضریب انتشار موثر رطوبت, گوشت میگوIntroductionDrying shrimp is one of the storage methods that, while increasing the shelf life, leads to the production of a versatile product with various uses, from consumption as snacks to use as one of the main components of foods. Drying is preferred over other preservation methods because it offers numerous advantages, including extended shelf life, enhanced microbial stability, convenient consumption, reduced transportation costs, increased value, and product diversity.To accurately model these processes and thus obtain information on factors such as shelf life and energy consumption, it is necessary to determine the product’s initial and final temperatures, its geometry and dimensions, and its thermo-physical characteristics. Simulation of different drying processes requires accurate estimation of the effective moisture diffusion coefficient, which is highly dependent on temperature and humidity. Its dependence can be shown by an equation with an Arrhenius structure as an empirical function of humidity and temperature, or by considering the activation energy.It is necessary to have sufficient knowledge about heat and mass transfer characteristics, such as diffusion or penetration coefficient and the heat transfer coefficient to estimate the final temperature and drying time. This study investigated the drying process of peeled farmed shrimp (Litopenaeus vannamei) using a convective hot air dryer. Various parameters such as shrinkage and the effective moisture diffusion coefficient were examined.
Materials and MethodsA drying device was built to conduct experimental studies on drying shrimp samples. The experiments were conducted on sliced shrimp meat samples at temperatures of 40, 50, and 60 degrees Celsius, with a constant air velocity of 1.5 m/s. The experimental drying models were based on diffusion theory. In these models, it is assumed that the resistance to moisture diffusion occurs from the outer layer of the food. In most cases, Fick's second law was used to describe the phenomenon of moisture penetration.The study used the standard method of immersion in toluene to measure volume changes in the samples. During the drying process, the volume of the samples was measured at 45-minute intervals, and their volume changes were calculated. To measure the moisture content of the samples, each test started by recording the initial weight of the samples using a digital scale with an accuracy of ±0.001 g. During the drying process, the samples were weighed each time their volume was measured.Shrinkage during the drying process is commonly modeled by finding a relationship between shrinkage and moisture, using linear and non-linear models. In most cases, effective permeability is defined as a function of humidity and temperature. For this purpose, curve-fitting methods were employed to analyze the data collected from experimental tests. The appropriate function was extracted by incorporating the Arrhenius equation, which is applicable to most food items.
Results and DiscussionBased on the results of statistical indices, the linear model was the best model for depicting the relationship between shrinkage changes versus moisture ratio changes among the various experimental models evaluated for shrinkage and drying kinetics. Similarly, the Weibull distribution demonstrated superior performance in expressing variations in moisture ratio over time. A moisture dependent experimental model was used to express the variations in the apparent density of shrimp, resulting in a computed range of 1017-1117 kg m-3. Furthermore, an Arrhenius equation was derived to express the effect of moisture content and temperature on the effective diffusion coefficient of shrimp. According to the results, the effective diffusion coefficient of shrimp exhibited variations ranging from 0.08 ×10-9 m2 s-1 to 7.39×10-9 m2 s-1. When deriving the effective diffusion coefficient, the impact of the number of terms in Fick's second law on the variation of the moisture ratio was studied. The findings revealed that increasing the number of terms beyond 100 did not significantly affect the model’s outputs.
ConclusionThe linear model had the highest coefficient of determination (R2) among the evaluated shrinkage models, as well as the lowest root mean square error and sum of square error (SSE). This makes it the most optimal model for interpreting shrinkage at the tested temperature levels. The Weibull distribution experimental model proved to be the most suitable for expressing changes in the moisture ratio of shrimp meat slices over time within the evaluated temperature range. The Arrhenius model accurately predicts changes in the effective diffusion coefficient of shrimp slices with respect to temperature and moisture content within the tested temperature range.
Keywords: Drying, Effective Moisture Diffusion Coefficient, Shrimp Meat, Shrinkage -
نیم پخت کردن برنج یک از عملیات آبی-حرارتی شلتوک پیش از فرآیند های خشک کردن و پوست کنی شلتوک است.. این عملیات نقش موثری در افزایش کیفیت دانه برنج هنگام ذخیره کردن، آسیاب کردن و پختن دارد. در این مطالعه برای انجام فرآیند نیم پخت کردن، از دو رقم شلتوک طارم و فوجی مینوری برای خیساندن معمولی و چندمرحله ای (پلکانی) به مدت 90 دقیقه در آب با دماهای 50، 60 و 70 درجه سلسیوس استفاده شد. خیساندن چندمرحله ای در دو و سه مرحله انجام شد و سپس نمونه ها به مدت 15 دقیقه در فشار اتمسفر بخاردهی شدند. خشک کردن با استفاده از خشک کن هوای گرم با بستر ثابت با دمای 35 درجه سلسیوس صورت گرفت. نتایج نشان داد در خیساندن به روش معمولی، اثر عامل های اصلی شامل دمای خیساندن و مدت زمان بخاردهی بر درصد ترک، استحکام خمشی و عملکرد برنج سالم هر دو رقم معنادار (0/05>P) بود. تاثیر مراحل خیساندن و مدت زمان بخاردهی بر درصد ترک، استحکام خمشی و عملکرد برنج سالم در دمای 70 درجه سلسیوس در هر دو رقم معنادار بود. به طور کلی خیساندن چندمرحله ای در مقایسه با خیساندن معمولی تاثیر مثبت قابل توجهی بر صفات اندازه گیری شده داشت.
کلید واژگان: عملکرد برنج سالم, خیساندن چند مرحله ای, نیم پخت کردن, درصد ترک برنجParboiling is one of the postharvest hydrothermal treatments applied on rough rice before drying and milling processes. This process has an important role in retaining the quality of rice kernels during storage, milling, and cooking. In this study, two rough rice cultivars, Tarom and Fuji Minory, were subjected to conventional and multi-step soaking for 90 minutes in water at temperatures of 50, 60 and 70 °C as a part of the parboiling process. Multi-step soaking was conducted in two and three steps followed by 15 minutes steaming at atmospheric pressure. Drying was performed by a fixed bed hot air dryer at 35 °C. The results indicated that in the conventional soaking, soaking temperature and steaming time affected the percentage of broken rice, bending strength and head rice yield (HRY) for both cultivars in a significant manner (P<0.05). The effect of soaking steps and steaming duration on the percentage of broken rice, bending strength, and HRY at temperature 70 °C were significant (P<0.05) for both rice cultivars. In overall, the multi-step soaking showed a significant positive impact on measured traits as compared to conventional soaking.
Keywords: Head rice yield, Multi-step soaking, Parboiling, Percentage of broken rice -
روش رایج اندازهگیری و محاسبه مقدار خرده برنج در یک توده، جداسازی و توزین برنجهای سالم و شکسته است. جداسازی دانههای برنج به وسیله الک یا به صورت دستی انجام میشود که انجام این کار نیازمند صرف وقت و نمونهگیری دورهای است. در این مطالعه برخی ویژگیهای بافت تصویر توده برنج برای تعیین درصد خرده برنج آن مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور، 21 نمونه 100 گرمی حاوی درصدهای متفاوت برنج خرده از ترکیب برنج سالم و خرده برنج (شامل صفر تا 100 درصد خرده) تهیه شد. از هر نمونه تعداد 10 تصویر از توده تهیه شد. با پیش پردازش تصاویر، نوفه و پس زمینه حذف شد و تصاویر از حالت رنگی به باینری تبدیل شدند و با استفاده از نرمافزار Matlab ویژگیهای بافت تصاویر استخراج شد. تعداد 23 ویژگی بافتی از تصاویر نمونههای برنج با روش ماتریس همرخداد سطح خاکستری استخراج شد. کاهش تعداد ویژگیهای بافت تصویر با تحلیل مولفههای اصلی انجام شد. با این روش 23 ویژگی محاسبه شده با 3 عامل اصلی (متغیر پنهان) مرتبط شد. رابطه بین درصد خرده برنج در نمونهها با ویژگیهای بافتی مستخرج از تصاویر با روش شبکه عصبی مصنوعی با ورودی ویژگیهای بافتی (عاملهای اصلی) و خروجی درصد برنج خرد شده بررسی گردید. دادهها به چهار شبکه عصبی با توپولوژی متفاوت از نظر تعداد نرونها در دولایه مخفی وارد و خروجی آن مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل از خروجی شبکههای عصبی بررسی شده نشان داد شبکه عصبی با ساختار 1-8-6-3 با ضریب تبیین 958/0 توانست مقدار خرده برنج (درصد) در یک توده را با خطای کل 5/1 درصد تشخیص دهد. افزون بر آن، مشخص شد ده ویژگی بافت تصویر مرتبط با عامل اصلی اول، چهار ویژگی مرتبط با عامل اصلی دوم، چهار ویژگی مرتبط به عامل اصلی سوم و پنج ویژگی بافت هم به صورت مشترک وابسته با عاملهای اصلی اول و دوم بودند. هشت ویژگی با ضریب عاملی بالاتر از 9/0 مرتبط با عامل اول و سوم بیشترین تاثیر را در تخمین درصد خرده برنج داشتهاند. این روش تعیین درصد خرده برنج نسبت به نوع مرسوم (دستی) آن سریع است و قابلیت برخط شدن را دارد.
کلید واژگان: برنج, خرده برنج, پردازش تصویر, تحلیل مولفه های اصلی, شبکه عصبی, ویژگی های بافت تصویرSeparation and weighing of broken of rice kernels within a batch is a common way for measuring the amount of brokens. Separation is carried out by sieve or hand that is time-consuming method and required periodical sampling. In the present study, some image texture features of a rice batch for determining the percentage of brokens were applied. In order to this, twenty-one samples of 100 g were prepared with different breakage percentages from mixture of broken and whole rice kernels (containing zero to 100 percent broken). Ten images were then taken from each sample batch. After pre-processing of the images such as noise removing and creating binary images, the texture features of the images were extracted using MATLAB software. Twenty-three texture features were extracted using a grayscale co-occurrence matrix method. The principal components analysis (PCA) method was employed to reduce number of the features. By which, 23 calculated and measured texture features was reduced to three principal components (latent variables). Then, the relationship between percentage of broken rice in the sample and the principle components of 23 extracted texture features from the images by artificial neural network method was pinpointed. Four different topology of neural networks with different neurons in two hidden layers were employed. The results of neural networks outputs revealed that 3-6-8-1 topology could determine the percentage of broken in a batch of rice kernels with 0.958 coefficient of determination (R2) and total estimation error of 1.5 percent. Moreover, it was found that 10 texture features were related to first principal component, four features related to second component, four related to third component, and five fractures were simultaneously related first and second principal components. Eight features with correlation more than 0.9 with the first and third principal component had the most impact on estimation of percentage of broken. This method of measurement is fast, affordable and has proper precision with respect to the common (hand) method for online applications.
Keywords: Image Processing Image, Texture Features, Neural Network, Principal Components Analysis, Rice -
در این تحقیق افت فشار حاصل از هوادهی مخزن حاوی ذرت به عنوان ماده متخلخل دانه ای در دو آرایش H و F کانال های ورودی هوا برای یک سیلوی آزمایشگاهی با استفاده از روش تجربی مورد مطالعه قرار گرفت. برای آرایش F افت فشار بیشتری نسبت به آرایش H مشاهده گردید. نتایج تجربی با معادله ارگان برازش داده شد و ضرایب ثابت اصلاح کننده معادله ارگان برای هر دو آرایش H و F تعیین شد. میزان تطابق معادله ارگان با داده های تجربی با استفاده از شاخص های آماری شامل ضریب تبیین، و درصد میانگین نسبی خطاها و مجذور میانگین مربعات خطاها مورد بررسی قرار گرفت که معادله ارگان با توجه به ضرایب اصلاح شده همخوانی خوبی با داده های تجربی داشت. با استفاده از معادله اصلاح شده ارگان شبیه سازی عددی جریان در داخل بستر ذرت با روش المان محدود در نرم افزار کامسول ویرایش 3/5 انجام گرفت، همچنین توزیع سرعت و خطوط جریان در داخل بستر مخزن نیز ارایه شد.کلید واژگان: هوادهی مخزن, شبیه سازی عددی, مواد متخلخل, آرایش کانال ورودیIn this study pressure drop of bin containing corn as granular porous material with two common inlet duct arrangements (H, F) for a laboratory silage was studied by using experimental method. Higher pressure was obtained for the F arrangement compare to the H arrangement. The Ergun equation was fitted on the pressure drop of empirical data and the correction coefficients of modified Ergun equation for both H and F arrangements were determined. The coefficient of determination, mean root square error and mean relative error were used as indices to investigate the goodness of fitness between the empirical data and Ergun equation, and the equation had good fitness on the empirical data. The numerical simulation was carried out by finite element simulation of COMSOL Multiphysics v5.3 software using the modified Ergun equation. Moreover, distribution of velocity and flow lines within the bin was also presented.Keywords: Bin Aeration, Numerical simulation, Granular Material, Duct inlet arrangement
-
در این مقاله، شبیه سازی فرآیند خشک شدن نخودفرنگی در خشک کن مادون قرمز - هوای گرم با استفاده از روش اجزای محدود دو بعدی انجام شد. برای این منظور، معادله حاکم بر انتقال جرم و شرایط اولیه و مرزی آن استخراج شد. به کمک روش اجزای محدود با رویکرد گلرکین، دستگاهی از معادلات دیفرانسیل مرتبه اول بدست آمد. جهت شبیه سازی فرآیند خشک شدن و حل دستگاه معادلات، یک کد کامپیوتری در نرم افزار متلب تدوین شد. شبیه سازی در چهار سطح شدت تابش با مقادیر صفر، 2000، 4000 و 6000 وات بر متر مربع، سه سطح دمای 30، 40 و 50 درجه سلسیوس و سه سطح سرعت 5/0، 0/1 و 5/1 متر بر ثانیه انجام شد. در نهایت به منظور اعتبارسنجی مدل ارائه شده، نتایج این مدل سازی با نتایج حاصل از خشک کن آزمایشگاهی مادون قرمز - هوای گرم، مقایسه گردید. حداقل، حداکثر و متوسط میانگین خطای نسبی داده های اندازه گیری شده و پیش بینی شده با مدل سازی به روش اجزای محدود دوبعدی، به ترتیب %21/2، %77/3 و%50/2 می باشند. این روش دارای دقت مناسب و کارآیی بالا در پیش بینی تغییرات رطوبت محصول، طی فرآیند خشک کردن دانه نخودفرنگی، می باشد و اطلاعات بیشتری را در مورد انتقال رطوبت، بدون انجام آزمایش می دهد که می تواند جهت طراحی خشک کن ها مفید باشد.کلید واژگان: نخود فرنگی, خشک کن هوای گرم - مادون قرمز, معادله انتقال جرم, روش اجزای محدودIn this paper, the simulation of green peas drying process in a hot air-Infrared dryer was carried out using two- dimensional finite element method. For this purpose, the mass transfer governing equation with initial and boundary conditions were derived. The system of first order differential equations were developed by using finite element method with Galerkin approach. To simulate drying process and solve the differential equations, a Matlab program code was developed. The drying simulation process was performed with combinations of four infrared power densities (0, 2000, 4000, and 6000 W.m-2), three levels of drying air temperatures (30, 40, and 50 ℃) and three levels of drying air flow rate (0.5, 1.0, and 1.5 m.s-1). Finally, in order to validate the developed model, the simulation results were compared with experimental data resulted by a hot air-Infrared dryer. The minimum, maximum and average relative errors between experimental and predicted data by finite element method simulation were 2.21%, 3.77%, and 2.50%, respectively. The model has reasonable accuracy and high efficiency for predicting the moisture content variation of green peas during drying process and can provide more information on the moisture transfer without running any experiments, so that it can be useful for designing dryers.Keywords: Green Peas, Hot Air-Infrared Dryer, Mass transfer equation, finite element method
-
شلتوک یکی از پراهمیت ترین محصولات کشاورزی است و نقش مهمی در تامین امنیت غذایی را به خود اختصاص داده است. در این تحقیق اثر امواج فراصوت بر سینتیک خشک کردن دانه شلتوک در زمان استراحت دهی در یک خشک کن ترکیبی مادون قرمز مورد بررسی قرار گرفت. آزمایش ها در سه سطح دمای هوای ورودی (30، 40 و °C50)، چهار سطح توان فراصوت (صفر، 5/0، 75/0 و kW/kg1) و چهار سطح فرکانس فراصوت (20، 25، 28 و kHz30) انجام شد. برای تحلیل داده ها، از طرح پایه بلوک های کاملا تصادفی بهره گرفته شد. نتایج بدست آمده نشان داد در دماهای مختلف هوای ورودی، استفاده از امواج فراصوت در سطوح مختلف توان و فرکانس در مدت زمان استراحت دهی می تواند بر خصوصیا ت مکانیکی شلتوک اثرگذار باشد و باعث کاهش مدت زمان خشک شدن دانه شلتوک و مصرف انرژی ویژه شود. به طوری که در توان kW/kg5/0، فرکانس های پایین فراصوت 20 و kHz25 و دمای ورودی C30 ضمن اینکه درصد دانه های ترک خورده را کاهش می دهند به طور میانگین باعث افزایش انرژی مورد نیاز برای شکست دانه سالم نیز می شوند.
کلید واژگان: شلتوک, فراصوت, استراحت دهی, خشک کن ترکیبی مادون قرمزRough rice is one of the most important agricultural products and it plays an important role in ensuring food security. The objective of this study was to investigate the effect of high power ultrasound in tempering duration on the drying kinetics of rough rice in a combined far-infrared radiation (FIR) dryer. Tests were conducted in a factorial design at four levels of ultrasound power density (Zero, 0.5, 0.75 and 1 kW/kg), four levels of frequency (20, 25, 28, and 30kHz) and three levels of drying air temperature (30, 40, and 50oC). Results showed that mechanical characteristics of rough rice were affected significantly at all ultrasound power and frequency levels at different inlet air temperatures at tempering duration and led to reduction of both drying time and specific energy consumption. So that at power of 0.5 kW / kg, low ultrasonic frequencies of 20 and 25 kHz and input temperature of 30 ° C while reducing the percentage of cracks in rough rice kernels, they also increase the energy required for healthy seed breakage on average.
Keywords: Rough rice, Ultrasound, Tempering, Combined FIR dryer -
اثر امواج مایکروویو جایگزین بخاردهی در فرآیند نیم پخت کردن بر خصوصیات مکانیکی دو رقم شلتوک نیم پخت شده از جمله مقاومت به شکست و عملکرد برنج سالم مورد مطالعه قرار گرفت. شلتوک ها به مدت دو ساعت در سه دمای 50، 60 و 70 درجه سلسیوس خیسانده شد و به مدت 15, 30، 45، 60، 75 و 90 ثانیه در معرض امواج مایکروویو با توان 800 وات قرار گرفت. نمونه ها در دو سطح صفر و 15 دقیقه بخاردهی شد و در دمای 35 درجه سلسیوس خشک شد. با افزایش مدت زمان ماکروویو مقاومت به شکست دانه ها و عملکرد برنج سالم برای هر دو رقم افزایش یافت. این افزایش در تیمارهای با مدت زمان مایکروویو بیشتر از 30 ثانیه نسبت به شاهد تغییر معنی داری داشت. بیشترین استحکام خمشی و عملکرد برنج سالم در تیمار 90 ثانیه مایکروویو و دمای خیساندن 70 درجه سلسیوس برای رقم فجر و لنجان به ترتیب 24/7مگاپاسکال و 70/7درصد، و 8/20 مگاپاسکال و 75/5درصد بود. بین مقاومت به شکست دانه ها، و عملکرد برنج سالم نمونه های بخاردهی شده به مدت 15 دقیقه و تیمار مایکروویو بدون بخاردهی برای هر دو رقم تفاوت معنی دار مشاهده نشد. نتایج این مطالعه نشان داد امواج مایکروویو تاثیر قابل قبولی در فرآیند نیم پخت کردن داشته و می تواند جایگزین بخاردهی شود.
کلید واژگان: امواج مایکروویو, مقاومت به شکست, عملکرد برنج سالم, نیم پخت کردن, برنجThe effect of using microwaves instead of steaming in parboiling step on mechnial properties of two paddy variety such as breakage strength and healthy rice yield were studied. Paddy samples were soaked in hot water at 50, 60 and 70°C for two hours and then exposed to microwave radiation for 15, 30, 45, 60, 75 and 90 seconds at the output power of 800 Watts. Sample were divided into two categories, one steamed at atmospheric pressure for 15 minutes and another was not. Finally, all the samples were dried at 35 °C. An increasing trend for breakage strength and healthy rice yield (for both paddy varieties) was observed when microwave exposure duration was increased. This increase was significantly different in treatments with microwave duration greater than 30 s as compared to control. The highest kernel bending strength and healthy rice yield in 90 s microwave treatment and soaking temperature of 70 ° C for Fajr and Lanjan varieties were 24.7 MPa and 70.7%, and 20.8 MPa and 75.5%, respectively. There was no significant difference between breakage strength and healthy rice yield of steamed samples for 15 minutes and non-steamed microwave treatment for both varieties. According to these results, the impact of microwave on parboiling process was acceptable and can be replaced by steaming.
Keywords: Microwave, Mechanical properties, Parboiling, Rice -
هنگام پر شدن سیلوها، ذرات ریزتر در زیر نقطه پر شدن تجمع می یابند و این باعث می شود که در فرآیند هوادهی که متعاقبا انجام می شود، انرژی بیشتری برای راندن هوا در مناطق با تراکم بالای ریزدانه ها صرف گردد. در این پژوهش، توزیع دانه های شکسته ذرت و مواد خارجی (BCFM) در سطوح مختلف پارامترهای تاثیرگذاری چون، محتوای اولیه ریزی دانه ها (initial BCFM) در سه سطح 5، 5/7 و 10 درصد، دبی ورودی محصول در سه سطح 5/0، 1 و 5/1 لیتر بر ثانیه و قطر لوله پرکننده در سه سطح 84، 105 و 120 میلی متر مورد بررسی قرار گرفت. نمونه گیری با استفاده از یک رویکرد جدید، در راستای شعاعی و عمودی در یک سیلوی آزمایشی انجام پذیرفت. نتایج نشان داد که با افزایش فاصله از مرکز سیلو مقدار ریزدانه ها کاهش می یابد و همچنین با افزایش محتوای اولیه ریزدانه ها، افزایش دبی ورودی محصول و افزایش قطر لوله پرکننده، پخش ریزدانه ها یکنواخت تر می گردد. اما با افزایش ارتفاع سطح محصول در داخل سیلو، پخش یکنواخت ریزدانه ها کاهش می یابد. همچنین یک مدل غیرخطی برای پیش بینی مقدار BCFM در راستای شعاعی و عمودی ارائه و بر اساس شاخص های آماری از قبیل، R2، χ2، RMSE وMRDM ارزیابی گردید که به ترتیب مقادیر 94/0، 14/1، 06/1، 39/11 برای شاخص های آماری مذکور به دست آمد و مشخص شد که مدل ارائه شده با داده های تجربی همخوانی دارد.کلید واژگان: الگوی پخش ریزدانه ها, جریان مواد, ذرت, روش پرکردن, سیلو, مدل غیرخطیIntroductionDuring filling a silo, granular material containing a range of particle sizes, the fine material accumulates under the filling point. The inclined surface of stationary bed particle which is formed in silos during filling process acts similar to a sieve through which the smaller particle fall. This effect is called sifting. As a result of the mentioned effect, much finer particles form a vertical cylindrical zone of high concentration at the silo center. For optimal design in industrial process such as aeration of stored products in silos, filling silos, and wherever granular materials are handled, it is necessary to survey the distribution of the fine materials depending on product and process properties. The objectives of present study were: (a) To study fine change as affected by substantial parameters, (b) To model fine changes at different conditions in silos.Materials and MethodsIn the present study, an experimental setup consist of a main container, elevator, trapezoidal container and experimental silo was designed and built. Fine content was defined by BCFM (broken corn and foreign material). By applying a new approach, sampling was performed in a radial and vertical direction. The position of each sampling point was determined with a scaled distance from center (R) and from bottom (Z). Local BCFM (BCL) was defined as the value of BCFM in each sampling point. Influential parameters namely, initial BCFM (BCI), volume flow rate (Q) and fill pipe diameter (DF) were considered as treatments. Non-linear regression technique was applied on the experimental data to predict the distribution pattern of fines into the pilot-scale silo. The most appropriate model in a try and error procedure was selected based on highest value of R2 and least value of χ2, RMSE and MRDM.Results and DiscussionsAccording to the results of ANOVA, it was found that the effects of all parameters were significant at 5% probability. BCL decreased nonlinearly with a concave down decreasing trend along radial direction due to sifting effect. As a result, most amount of fines remained in the sections closer to the center of the silo. Fine distribution became more uniform with decreasing Z and increasing BCI and DF. Also, the distribution of fine became more uniform with increasing Q. BCL was a nonlinear function of R and a linear function of Z, BCI, Q and DF. Although including more and complex terms increased the model complexity but in the present study considering BCL as an exponential function of R and as an implicit function of Z and R (ZR) improved the quality of the model significantly. The values of 0.94, 1.14, 1.06, 11.39 for R2, χ2, RMSE and MRDM, respectively, gave the best model. The results showed, considerable accumulation of fines occurred at the center of the silo which increased with increase of level of Z. Also, low concentration of fine occurred at the periphery of the silo especially at higher levels of Z. It means that maximum non-uniformity of fine distribution occurred at higher levels of Z.ConclusionsThe present study investigated distribution of fines during filling affected by main parameters namely, initial BCFM, volume flow rate and fill pipe diameter in a pilot scale silo. A new procedure was developed for measuring the fine material along radial and vertical directions. Distribution of fine was modeled using a developed equation considering the effects of main parameters. The results showed that distribution of fine becomes more uniform with decreasing height and increasing initial BCFM, volume flow rate and fill pipe diameter.Keywords: Corn, Filling method, Fine distribution pattern, Material flow, Nonlinear model, Silo
-
در این پژوهش یک مدل کاربردی با یک متغیر متاثر از شرایط خشک شدن به منظور پیش بینی اثر تابش مادون قرمز در روش ترکیبی خشک کردن شلتوک ارائه گردید. آزمایش ها در سه سطح تابش مادون قرمز (صفر، 1000و Wm-22000) و سه سطح دمای هوای ورودی (30، 40 و °C50) انجام پذیرفت. نتایج به دست آمده از شبیه سازی مدل ارائه شده نشان داد مدل قادر است خصوصیت های خشک شدن شلتوک را در خشک کن ترکیبی به خوبی بیان کند. همچنین با توجه به بررسی اثر روش ترکیبی هوای گرم-مادون قرمز بر روی نرخ خشک شدن، نسبت افزایش ترک خوردگی، انرژی مورد نیاز برای شکستن دانه شلتوک و مصرف انرژی ویژه، یک روش بهینه ارائه گردید. بهترین روش برای کاهش مصرف انرژی و افزایش کیفیت دانه، روش ترکیبی هوای گرم در دمای °C40 و شدت تابش مادون قرمز در Wm-2 1000 است.کلید واژگان: شلتوک, مادون قرمز, مدل تک متغیره لایه نازک, خشک کردن ترکیبیA practical model including a parameter as a function of drying condition were introduced to predict the effect of far-infrared radiation (FIR) in a combined rough rice drying process. Tests were conducted in three replication for four levels of FIR (0, 0.1, 0.2 and 0.3 Wcm-2) and three levels of inlet air temperature (30, 40 and 500C). The results obtained from the simulation of the proposed model demonstrated that the models were capable satisfactorily express the characteristics of drying rough rice in combined dryer. Also due to the effects of combination of hot air and FIR drying technique on drying rates, cracking enhancement ratio (CER), required breaking energy for grain, specific energy consumption (SEC) and optimal method was presented. Combination of hot air at temperature of 40 0C and FIR at intensity of 1000 W.m-2 is the best way to have lowest SEC and highest grain quality point of view.Keywords: Rough Rice, Far-infrared Radiation, Single Parameter Thin Layer Model, Combined Drying
-
تاکنون چندین مطالعه درباره تجهیز خشک کن بستر سیال با رویکرد افزایش بازده و بهبود عملکرد انجام شده است [f1] که به منظور تحقق این هدف ترکیب آن با تجهیزات فراصوت توان بالا می تواند مناسب باشد. هدف اصلی این پژوهش در این مطالعه به بررسی تاثیر فراصوت توان بالا بر روی خشک کن آزمایشی بستر سیال در خصوص مدت زمان خشک کردن و خصوصیات کیفی مکانیکی ذرت است که در سه [f2] سطح توان فراصوت (1/11، 6/14 و 78/17 /18 کیلووات بر مترمکعب)، چهار سطح فرکانس (20، 25، 28 و 30 کیلوهرتز) و سه سطح دمای (40، 50 و 60 درجه سلسیوس) به منظورکاهش رطوبت اولیه از مقدار اولیه 5/0± 32 درصد به رطوبت نهایی 5/0± 17 درصد (% d. b.) به آن پرداخته شده است. نتایج نشان داد در پایین ترین سطح دمایی، فرکانس 25 کیلوهرتز و توان 6/14 کیلووات بر مترمکعب موثرترین ترکیب از نظر زمان خشک کردن در میان تیمارهای آزمایش بوده است. این ترکیب در مقایسه با حالت بدون فراصوت، زمان نهایی خشک شدن را 43 درصد کاهش داد و فراصوت به جهت دلیل ایجاد پدیده اسفنجی کردن در محصول، موجب کاهش نیروی شکستمقاومت فشاری نهایی و چقرمگی گردید. نتایج نشان داد که انرژی چقرمگی در مقایسه با نیروی شکستمقاومت فشاری نهایی شاخص مناسب تری برای مشخص کردن مقاومت شکست دانه می باشد.کلید واژگان: خصوصیات مکانیکی, فراصوت توان بالا, ذرتSeveral studies have been conducted on equipping conventional fluidized bed with some technologies to increase drying efficiency and its performance. The objective of the study was to investigate the influence of high power ultrasound on fluidized bed drying of corn in terms of drying kinetics and quality characteristics of corn in three levels of ultrasound power density (11.1, 14.6 and 18.7 kW m-3), three levels of drying air temperature (30, 40, and 50 ºC) and four levels of frequency (20, 25, 28, and 30 kHz) in which the moisture content reduced from 32±0.5 (%d.b.) to 17±0.5 (%d.b.). Results revealed that the frequency of 25 kHz was the most efficient in terms of drying time. The frequency of 25 kHz and power density 14.6 kw m-3 was the most efficient frequency and caused reduction of the drying time by 43% in comparison with no ultrasound condition (control). The sponge effect caused by ultrasound application led to reduction of failure strength and toughness of the dried samples. According to the results, toughness compared to the failure strength was an appropriate index of the grain hardness.Keywords: Quality attributes, high power ultrasound, ultrasound transducer
-
از بین بردن علف های هرز توسط یک دستگاه خودکار نیازمند یک سامانه ماشین بینایی است که قادر به تشخیص گیاه اصلی از علف هرز باشد. بدین منظور می بایست ابتدا ویژگی های متمایز بین گیاه اصلی و علف های هرز مشخص شوند. در این تحقیق با مطالعه عکس های متعدد چغندرقند وجود یک ویژگی مختص برگ چغندرقند و قابل تمایز با علف های هرز مرسوم مشخص گردید. این ویژگی یک انحنای S شکل در ابتدای برگ و در نزدیکی دمبرگ بود که تنها در برگ های چغندرقند قابل مشاهده بوده و در سایر علف های هرز مرسوم وجود نداشت. برای بیان این ویژگی از تبدیل تعمیم یافته هاف استفاده شد تا به کمک آن مکان هندسی اشکال غیر هندسی تعریف شود. بررسی نتایج حاصل از انجام این روش بر روی تصاویر جمع آوری شده از شرایط واقعی مزرعه نشان داد که دقت کلی الگوریتم %65/91 می باشد. %92 از بوته های چغندرقند موجود در تصاویر آزمون به درستی و %7/8 از علف های هرز به اشتباه به عنوان چغندرقند تشخیص داده شدند. با توجه به این که این روش تنها از یک ویژگی شکلی استفاده می نماید، می توان انتظار داشت که با افزودن سایر ویژگی های بافتی و رنگی به قدرت تشخیص درست بالایی دست یافت.کلید واژگان: پردازش شکلی, چغندرقند, علف هرز, ماشین بینایی مرئی, هاف تعمیم یافتهIntroductionSugar beet (Beta vulgaris L.) as the second most important worlds sugar source after sugarcane is one of the major industrial crops. The presence of weeds in sugar beet fields, especially at early growth stages, results in a substantial decrease in the crop yield. It is very important to efficiently eliminate weeds at early growing stages. The first step of precision weed control is accurate detection of weeds location in the field. This operation can be performed by machine vision techniques.
Hough transform is one of the shape feature extraction methods for object tracking in image processing which is basically used to identify lines or other geometrical shapes in an image. Generalized Hough transform (GHT) is a modified version of the Hough transform used not only for geometrical forms, but also for detecting any arbitrary shape. This method is based on a pattern matching principle that uses a set of vectors of feature points (usually object edge points) to a reference point to construct a pattern. By comparing this pattern with a set pattern, the desired shape is detected. The aim of this study was to identify the sugar beet plant from some common weeds in a field using the GHT.Materials And MethodsImages required for this study were taken at the four-leaf stage of sugar beet as the beginning of the critical period of weed control. A shelter was used to avoid direct sunlight and prevent leaf shadows on each other. The obtained images were then introduced to the Image Processing Toolbox of MATLAB programming software for further processing.
Green and Red color components were extracted from primary RGB images. In the first step, binary images were obtained by applying the optimal threshold on the G-R images.
A comprehensive study of several sugar beet images revealed that there is a unique feature in sugar beet leaves which makes them differentiable from the weeds. The feature observed in all sugar beet plants at the four-leaf stage was a stretched S-shaped curve at the junction of the leaf and petiole. This unique shape characteristic was used as the pattern for sugar beet detection using GHT. To implement the Hough transform in the images, a 50-member group of samples was prepared from S-shaped curve to build appropriate patterns. Desired features for the Hough transformation were extracted from the patterns. In the next step, the attempts were made to find the images for the shapes similar to each of the patterns.Results And DiscussionPlants were thoroughly separated from soil and residues. The accuracy of segmentation algorithm was achieved by almost 100%.
The accuracy of the generalized Hough algorithm was evaluated in two stages. In the first stage, the algorithm accuracy was assessed in detecting patterns in the images. Results showed that the accuracy of the algorithm was 96.21%. In the second stage, the algorithm was evaluated for some other test images, whereas the algorithm achieved an overall accuracy of 91.65%. In some cases, the presence of a large overlap between objects in the image reduced the detection accuracy. This was because of two main reasons; 1) high interference and ambiguity in the object edges, so that Hough transform was not able to detect the predefined patterns in the objects and, 2) weeds highly overlapped with sugar beet plants and thereby they were wrongly detected as sugar beet. However, since there is no or little interference between plants at the four-leaf stage, this interference can be eliminated by morphological operations. Due to this fact, it can be said that the results of GHT algorithm are acceptable for the detection of sugar beet in the plants close to four-leaf stage.ConclusionsA special feature in the shape of sugar beet leaves was used as a criterion to distinguish between sugar beet and weeds. The results showed that by quantifying this special feature, which is an S-shaped curve near the petioles connection of beet leaves, sugar beet can be discriminated from weeds with an accuracy of 91.65 %. Recalled that this feature is a shape characteristic, therefore, the generalized Hough algorithm must be applied prior to plant canopy development, which is consistent with the critical period of weed control in sugar beet fields.Keywords: Generalized Hough, Shape processing, Sugarbeet, Visible machine vision, Weed -
امروزه توسعه پایدار تنها راه جلوگیری از پدیده تغیرات آب و هوایی است. انرژی های تجدیدپذیر نقش اصلی این سیاست را به عهده دارند. کلکتورهای سهموی مرکب به عنوان یکی از کاربردی ترین شاخه های انرژی خورشیدی توجهات بسیاری به خود جلب کرده است. در این پژوهش به دنبال بررسی تجربی رفتار حرارتی یک کلکتور سهموی مرکب با ضریب تمرکز 5/2 و تاثیر استفاده از یک سیال روغن انتقال حرارت بر مقادیر اتلاف حرارتی کلکتور و راندمان آن، آزمون ها در شرایط طبیعی و در سه سطح دبی روغن مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج نشان داد، دمای خروجی کلکتور برای تمام شرایط در دامنه ی oC100-80 خواهد بود. از سوی دیگر در این تحقیق مقادیر تلف شده ی گرما توسط اجزاء کلکتور محاسبه شد که گرمای از دست رفته از سطح شیشه به وسیله باد، بیشترین سهم اتلاف حرارتی را خواهد داشت. همچنین در ادامه رابطه تابش خورشید و اختلاف دمای ایجاد شده درون کلکتور محاسبه گردید. در نهایت نتایج بیانگر توانایی بالای سیستم برای بکارگیری در بخش های حرارتی صنعت است، به خصوص در بخش هایی که دمای مورد نیاز کمتر از oC 100 می باشد.کلید واژگان: توسعه پایدار, اتلاف حرارتی, راندمان کلکتور, مبدل حرارتیSustainable development would be a key solution for climate change and renewable energy plays an important role in this policy. Recently, according to increase of CO2 emission and other relevant impacts, solar energy has been gaining more attentions from policy makers. Thus, compound parabolic concentrators collectors are considered as one of the promising applications from solar thermal advantages. Therefore in this study a non-evacuated CPC collector with 2.5 of concentrating ratio and heat transfer oil as the fluid has been provided and tested under different mass flow rates (3 levels). Experimental results indicate that, outlet temperature is within 80-100oC for all conditions. Moreover, it was concluded that heat losses decrease, when oil mass flow rate descends, presumably wind cooling effects is a dominant factor during test periods. Additionally, extracted differential temperature of oil in the collector was correlated with solar radiation and results proved system compatibility with industrial heat demands.Keywords: Non evacuated, Heat loss, Heat transfer oil, Thermal efficiency
-
زمینه و هدفبیضه ها از بافت های فعال بدن می باشند که می توانند تحت اثر این امواج قرار گیرند و سن فرد در زمان مواجه شدن با این امواج می تواند بر میزان اثرات نقش مهمی داشته باشد، لذا هدف این تحقیق بررسی تاثیر امواج نشتی از اجاق مایکروفر در 2 مقطع سنی بالغ و قبل از بلوغ بر مورفولوژی اسپرم های اپیدیدیم در موش صحرایی می باشد.روش بررسیدر این مطالعه تجربی، برای تحقیق 18 موش بالغ (سن حدود 2 ماه) و 18 موش قبل از بلوغ (سن حدود 1 ماه) مورد استفاده قرار گرفت. هر گروه سنی نیز به 2 گروه کنترل و آزمایش تقسیم شدند. گروه های آزمایش روزانه
3 نوبت و هر بار 30 دقیقه در مدت 2 ماه در مجاورت دستگاه مایکروفر با فرکانس 2450 مگاهرتز قرار گرفتند. گروه های کنترل نیز در شرایط مساوی از نظر نور و دما در محیط آزمایشگاه نگه داشته شدند. پس از پایان دوره آزمایش کلیه موش ها کشته شده و مورفولوژی اسپرم های اپیدیدیم (تعداد، شکل و میزان زنده بودن اسپرم ها) مورد ارزیابی قرار گرفت.یافته هاتعداد اسپرم های اپیدیدیم در هر 2 گروه آزمایش بالغ و قبل از بلوغ نسبت به گروه های کنترل مربوطه کاهش معنی داری یافته، (042/0P=)؛ همچنین تعداد اسپرم های مرده و غیر طبیعی در هر 2 گروه آزمایش نسبت به گروه های کنترل (بالغ و قبل از بلوغ) افزایش معنی داری، به ترتیب با (047/0=P) و (045/0=P) داشت. تفاوتی بین گروه های بالغ و قبل از بلوغ مواجه شده با امواج مشاهده نشد.نتیجه گیریامواج میکروویو نشتی از اجاق مایکروفر با تحت تاثیر قرار دادن لوله های اسپرم ساز باعث ایجاد تغییرات معنی داری در فاکتورهای مورفولوژیک اسپرم می گردد.کلید واژگان: امواج مایکروویو, اسپرم, موش صحرایی, مایکرووفرBackground And AimsTestes are composed of very active body tissues, which can be affected by exposure to radiofrequency waves. Age of exposure may also be an important factor. This study was carried out to evaluate morphological parameters of rat sperm exposed to microwave radiation at pre and post puberty.MethodsFor this experimental study, 18 adults (2 month years old) and 18 prepuberty (1 month years old) male rats were selected and each group divided in two subgroups, control and test group. Test groups were exposed to 2450 MHZ microwaves produced by microwave oven (LG brand), three times a day, and 30 minute each times. Control groups were kept in laboratory at same temperature and light condition. After 60 days, all animals were killed and testes were removed and epidydimal sperm was used for morphological study.ResultsThe result showed a significant decrease in the number of epididymis sperms of test group compared with control group (P=0.042). Percent of dead and abnormal sperms in test group had a statistically significant increase compared with control group (P=0.047) and (0.45). There was no significant difference between mature and prepuberty exposed rats.ConclusionExposure to microwaves leaked of microwave oven has deleterious effect on morphology of epidydimal sperm.Keywords: Microwave, Sperm, Rat, Microwave oven -
در این مقاله یک مدل دینامیکی سه چرخ برای کنترل یک تراکتور متصل به ادوات کشاورزی ارائه شده است. برای بررسی نحوه تاثیر نیروهای مقاوم کششی و نیروهای جانبی وارد بر تراکتور، با تعریف ضریب فنریت، رفتار ادوات شبیه به رفتار یک چرخ مدل سازی شد. با فرض یکسان بودن زاویه لغزش جانبی، زاویه فرمان، و نیروی کششی چرخ های سمت راست و چپ تراکتور و انتقال کشتاور ناشی از نیروی کشش مقاوم ادوات به مرکز جرمی آن، مدل مرسوم شش چرخ به مدل سه چرخ ساده سازی شد. با شبیه سازی این مدل در متلب، نتایج به دست آمده تاثیر نیرو های جانبی و نیروی مقاوم کششی ادوات کشاورزی روی زاویه لغزش جانبی و نرخ زاویه دماغه تراکتور را نشان می دهد. قابلیت کنترل مدل دینامیکی نیز بررسی شد که نتایج به دست آمده در این مدل حالت های متفاوت در زمان های محدود را نشان می دهد.کلید واژگان: زاویه لغزش جانبی, مدل دینامیکی تراکتور, نرخ زاویه دماغه, نیروی جانبی, نیروی مقاوم کششیIn this study, a three wheel dynamic model refer to a field tractor with an implement was developed to control the tractor in the field accurately. Main difference between a tractor and in-road vehicles is implements connected to the tractor. These implements exert lateral and draft force to the tractor. In order to investigate these kinds of forces, behavior of implements was simulated like a tire. The study was supposed that side slip angle, steering angle and traction of left wheels of tractor are as same as right wheels. In addition a torque was made by draft force moved to the center of gravity of implement. So six wheels traditional model was simplified to three wheels model. The model was simulated by MATLAB software. Results showed that the lateral force and the draft force of implements had effect on the yaw rate and the side slip angle. In addition, controllability of the model was surveyed and results showed that the model have capability of predicting different states of motion in a finite interval of time.Keywords: Dynamic Model of Tractor, Side Slip Angle, Yaw Rate, Draft force, Lateral Force
-
در این تحقیق یک دستگاه شاخه تکان نیوماتیک قابل حمل و سبک برای برداشت میوه هایی که می توان با تکانیدن شاخه برداشت کرد، طراحی و ساخته شد. جریان هوا و جریان الکتریکی لازم برای به کارانداختن دستگاه از مجموعه ای متشکل از مولد الکتریکی و کمپرسور باد سوار بر شاسی قابل حمل تامین می گردد. برای کنترل بسامد ارتعاش مجهز به یک کنترل کننده منطقی برنامه پذیر (PLC) و به منظور تغییر دامنه نوسان مجهز به سیستم پاندوگراف است. برای تعیین عملکرد شاخه تکان آزمون مزرعه ای اول روی زیتون با 3 سطح بسامد (8، 12، و 16 هرتز) و 3 زمان تکانیدن (5،10، و 15 ثانیه) و در دامنه ثابت 5 سانتی متری در قالب طرحی کاملا تصادفی با 4 تکرار و آزمون مزرعه ای دوم نیز روی زیتون با 3 سطح بسامد (8، 12، و 16 هرتز) و 3 دامنه نوسان (50، 80، و 100 میلی متر) و در مدت زمان ثابت 5 ثانیه در قالب طرح کاملا تصادفی با 4 تکرار انجام گردید. همچنین برای تعیین نیروی استاتیکی جداسازی میوه از شاخه و مقایسه آن با نیروی دینامیکی ناشی از اعمال ارتعاش آزمایش هایی انجام گرفت. نتایج نشان داد که بسامد نوسانی و طول زمان تکانیدن اثر معنی داری در سطح یک درصد بر بازده شاخه تکان دارند در حالی که اثر متقابل آنها معنی دار نبود. مقایسه میانگین ها نشان داد که در بسامدهای ثابت افزایش زمان ارتعاش تاثیر معنی داری بر درصد برداشت زیتون نداشت، اما افزایش بسامد در زمان های ثابت ارتعاش تاثیر معنی دار بر درصد برداشت داشت. همچنین نتایج بیانگر تاثیر معنی دار بسامد و دامنه نوسان بر درصد ریزش زیتون بود. با مقایسه میانگین ها مشخص شد در دامنه های نوسان ثابت با افزایش بسامد درصد ریزش زیتون افزایش می یابد. همچنین در بسامدهای ثابت با افزایش دامنه نوسان از 50 به 80 میلی متر اختلاف معنی داری بین درصد ریزش زیتون مشاهده نشد. اما زمانی که دامنه نوسان از 80 به 100 میلی متر افزایش می یابد درصد ریزش زیتون به طور معنی داری افزایش یافت. درنهایت با توجه به این که با اعمال بسامد 16 هرتز و دامنه نوسان 100 میلی متر در مدت زمان 5 ثانیه، 90 درصد زیتون ها از شاخه جدا شدند، به عنوان بهترین دامنه، بسامد، و زمان ارتعاش انتخاب شد.
کلید واژگان: ارتعاش, بسامد, دامنه, زیتون, کنترل کننده منطقی برنامه پذیرA portable and light pneumatic branch shake system was designed and manufactured in this research for harvesting fruits that can be harvested by shaking branch. Required air flow and electric current are provided for operating system from category containing electrical generator and air compressor on wheelbarrows and portable chassis. Vibration is equipped by programmable logic controller (PLC) for controlling frequency and it is equipped by pantograph system to change amplitude. First farm test was done on olive with three levels of frequency (8، 12 and 16 Hertz) and three times to shaking (5، 10 and 15 seconds) and in constant amplitude of oscillation 5 cm in completely randomized design with four reduplications and second farm test was performed on olive with three levels of frequency (8، 12 and 16 Hertz) and three amplitudes of oscillation (50، 80 and 100 mm) for a fixed period of 5 s in completely randomized design with four reduplication for determining application of branch shake. Some experiments were done for determining static force separating fruit from branch and for comparing it with dynamic force due to performing vibration، as well. The results showed that oscillatory frequency and duration of shaking out have meaningful effect on one percent level on efficiency of shaking system whereas their interaction was not meaningful effect. Comparison of averages showed that increase of the time of vibration didn''t have meaningful effect on percent of harvesting olive in constant oscillation but increase of oscillation in constant time of vibration had meaningful effect on percent of harvesting. Also the result of indicator was based on meaningful effect of amplitude of oscillation on falling olive. And by comparing averages، it was given that falling olive is increased with increasing frequency in constant amplitudes of oscillation. Also، it was not observed meaningful differences between percent of falling olive with increasing amplitude of oscillation from 50 mm to 80 mm in constant frequencies. But when amplitude of oscillation increases from 80 mm to 100 mm، the percent of falling olive meaningfully increases. Finally، concerning by performing 16 Hz frequency and 100 mm amplitude of oscillation for 5 s، 90 percents of olive were separated from branches، therefore they were selected as the best amplitude، frequency and time of vibration.Keywords: Olive, Vibration, Frequency, amplitude, PLC -
-
در این تحقیق منحنی جذب پودر دانه های انار که با روش تصعیدی خشک شده اند. رطوبت تعادلی پودر دانه انار با استفاده از روش وزن سنجی ایستا تعیین شده است. منحنی های جذب در دماهای 25، 40 و 60 درجه سانتی گراد در دامنه ی فعالیت آبی 94/0-11/0 به دست آمده است. از شش مدل بت، گب، اسمیت، هندرسون، اسوین، اگلسیاس-چیریف جهت تجزیه و تحلیل داده ها استفاده شده است. مقادیر ثابت در مدل های ذکر شده و ارتباط آن ها با دما به دست آمد. در نهایت براساس شاخصهای ضریب تبیین (r2)، مربع کای (c2)، ریشه ی میانگین مربعات خطا (RMSE) و مدول میانگین انحراف نسبی (P) ارزیابی مدلها انجام گرفت. نتایج نشان می دهند که مدل گب بهترین تطابق با داده های تجربی در این تحقیق را داشته است. انرژی پیوندی با استفاده از رابطه کلازیوس – کلاپیرن بدست آمد، مقدار انرژی پیوندی در پودر دانه انار در رطوبت پایین، زیاد می باشد و با افزایش مقدار رطوبت کاهش می یابد.
کلید واژگان: دانه انار, هم دمای جذب, گرمای ایزواستریک, انرژی پیوندی, مدل گبExperimental work was undertaken to obtain the adsorption isotherms of freeze-dried pomegranate seed powder. Moisture equilibrium data of pomegranate seed were determined using the static gravimetric method. Adsorption Isotherms were determined at 25، 40 and 60°C over a water activity range of 0. 11 to 0. 94. Six isotherm equations including GAB، BET، Iglesias and Chirife، Henderson، Smith، and Oswin were applied for analyzing the experimental data. The constants in the mentioned models were determined and correlated with temperature. The criteria used to evaluate the goodness of fit of each model were Correlation coefficient (R2)، Chi-square (χ2)، mean relative percentage deviation modulus (P) and root mean square error (RMSE). The results showed that the GAB equation gave the best fit to the experimental data. The net isosteric heat of sorption was determined using the Clausius-Clapeyron equation. The heat of sorption values of pomegranate seed powder were found to be large at low moisture content and decreased with an increase in moisture content.Keywords: Pomegranate seed, GAB model, Sorption isotherms, Net isosteric heat -
به منظور بررسی رفتار خشک شدن لایه نازک و همچنین دستیابی به رطوبت تعادلی خشک شدن کلزا از دستگاه هوا ساز آزمایشگاهی مجهز به سیستم خشک کن لایه نازک و سنجش وزن لحظه ای که قابلیت کنترل دما و رطوبت مطلق هوا را داشت استفاده شد. به منظور دستیابی به اهداف طرح، کلزای تازه برداشت شده با رطوبت اولیه 5/0±12% وزن خشک در ترکیب 4 سطح دما (°C55،50، 45،40) و 4 سطح رطوبت مطلق هوا (kg/kg02/0، 015/0، 01/0، 005/0) خشک گردید. رطوبت لحظه ای محصول در طی فرایند خشک شدن به کمک توزین دوره ای نمونه ها ثبت گردید. برای تعیین رطوبت تعادلی، خشک شدن تا زمانی ادامه یافت که محصول در شرایط مختلف دما و رطوبت مطلق هوا به تعادل برسد. برای انتخاب بهترین مدل خشک شدن لایه نازک کلزا داده های تجربی با سه مدل معروف پیج، پیج اصلاح شده و مدل درجه 2 نمایی تطبیق داده شدند. علاوه بر آن برای تعیین مدل رطوبت تعادلی در محدوده خشک شدن از چهار مدل چانگ پی فاست، چانگ پی فاست اصلاح شده، اسوین اصلاح شده و اسمیت اصلاح شده استفاده شد. در نهایت به کمک رگرسیون غیر خطی و بر اساس بالاترین مقدار ضریب تعیین و کمترین مقدار شاخص کای دو، خطای میانگین و ریشه خطای میانگین مناسب ترین مدل برای خشک شدن لایه نازک و رطوبت تعادلی به ترتیب مدل دو جمله ای نمایی و مدل اصلاح شده اسمیت معرفی شدند.
کلید واژگان: خشک شدن, رطوبت تعادلی, کلزا, لایه نازکfully instrumented air conditioning laboratory unit capable of controlling drying air temperature and humidity integrated with an instantaneous weighing thin layer drying system was used to investigate the thin layer drying behavior and desorption equilibrium moisture content of canola (Brassica napus L.).To this aim, freshly harvested canola samples with moisture content of about 12±0.5% (d.b.) were dried at temperature levels of 40, 45, 50, 55 °C and absolute air humidity levels of 0.005, 0.01, 0.015, and 0.02 Kg/Kg. The instantaneous grain moisture content was measured by weighing the sample periodically. Drying was continued until canola kernels reached a constant weight to obtain the hygroscopic equilibrium moisture for different combinations of drying air temperature and absolute humidity. To select a suitable model for describing the thin layer drying of canola, experimental drying data were fitted with three thin layer drying models,namely, Page, Modified Page and Two-Term Exponential models. Furthermore,four widely used desorption isotherm models including Chung-Pfost, Modified Chung–Pfost, Modified Oswin, and Modified Smith were used to fit the experimental data of equilibrium moisture content. Finally, non-linear regression analyses were run and based on the highest value for R2 and the lowest value for 2, mean bias error (MBE) and root mean square error (RMSE), the most suitable models for thin layer drying and equilibrium moisture content were determined to be Two-Term Exponential and Modified Smith, respectively.Keywords: Canola, Drying, Equilibrium moisture content, Thin layer -
نشریه علوم آب و خاک (علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی)، سال نهم شماره 1 (پیاپی 31، بهار 1384)، ص 251
استفاده از انرژی خورشیدی امروزه به منظور خشک کردن غلات و سایر محصولات کشاورزی رو به افزایش است. از دلایل این امر می توان به تجدیدپذیر بودن، پایان ناپذیری، نداشتن آلودگی زیست محیطی و رایگان بودن این منبع کلان انرژی اشاره کرد. پژوهش حاضر، یک ایده جدید در به کارگیری انرژی خورشیدی به عنوان منبع اصلی تامین انرژی خشک کن می باشد که در آن خشک کن خورشیدی، طراحی، ساخته و مورد ارزیابی قرار گرفته است. این خشک کن از نوع نیمه پیوسته فعال و مختلط بوده که در آن جریان هوا به صورت جا به جایی اجباری برقرار می گردد. دستگاه مذکور از 6 عدد جمع کننده هوایی خورشیدی، کانال حرارتی کمکی، خشک کن، سیستم های تامین و انتقال هوا تشکیل شده است. از اهداف مهم این تحقیق ارزیابی دستگاه مزبور بود، بنابراین خشک کردن شلتوک در آن مورد بررسی قرار گرفت. در این پژوهش تاثیر دبی جرمی هوای خشک کننده و زمان تخلیه محصول بر روند خشک شدن محصول خروجی مورد بررسی واقع شد. بنابراین آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی در سه تکرار استفاده شد. فاکتور اول دبی جرمی هوای خشک کننده در سه سطح 0.011، 0.0066 و 0.0048 کیلوگرم بر متر مربع در ثانیه و فاکتور دوم فاصله زمانی تخلیه محصول در دو سطح 15 و 30 دقیقه بود. هم چنین ظرفیت دستگاه خشک کن، مقدار انرژی مصرف شده (شامل انرژی الکتریکی و خورشیدی) در فرآیند خشک کردن شلتوک و بازده جمع کننده ها تعیین شد. نتایج نشان داد که دبی جرمی هوای خشک کننده و فاصله زمانی تخلیه محصول اثر معنی داری بر کاهش رطوبت شلتوک خروجی دارد. بیشترین بازده جمع کننده های خورشیدی 37.13% بود. بر طبق محاسبات، سهم تامین انرژی حرارتی توسط کانال حرارتی کمکی در مقایسه با انرژی تامین شده توسط جمع کننده های خورشیدی، 6 تا 8 درصد بود. بیشترین ظرفیت دستگاه خشک کن از ساعت 11 صبح تا 2 بعداز ظهر 132 کیلوگرم شلتوک بود که رطوبت اولیه 27% را به 13% کاهش می داد. به طور کلی ارزیابی نشان داد که این خشک کن با راندمان بالای مصرف انرژی می تواند رطوبت را در مدت زمان مناسب به حد مطلوب انبارداری برساند.
کلید واژگان: جا به جایی اجباری, جمع کننده های هوایی خورشیدی, خشک کن نیمه پیوسته خورشیدی, کانال حرارتیThe application of solar energy for drying cereals and other agricultural commodities has been increasing lately. This is due to the fact that solar energy is free, renewable, inexhaustible and environmentally friendly. This research is a new approach for employing solar energy as the main energy source for drying purposes. The drying test rig was designed, fabricated and evaluated. The grain solar dryer is an active mixed mode type with a semi-continuous discharge system. The rig consists of six solar air collectors, a heating channel, a drying chamber and an air distributing system. Rough rice was selected as cereal grain to be dried in the dryer to evaluate the system of the drying rig. In this research the effect of mass flow rate and time of crop discharge, on the rate of crop drying were evaluated. The experiment was conducted as a factorial experiment on the basis of a completely randomized design with three replications. The first factor was mass flow rate at three levels of 0.011, 0.0066 and 0.0048 kg/m2s and the second factor was the time of crop discharge at two levels of 15 and 30 min. The dryer capacity, the amount of energy consumed (electrical and solar) during drying process, and the efficiency of collectors were also evaluated. According to Duncan's multiples range test, the effects of mass flow rate of drying air, and the interval time of discharge, were highly significant on the moisture content of discharged rough rice. The maximum efficiency of the collectors was 37.13% and the fraction of energy consumed by heating channel during the drying process, compared with solar energy, was 6-8 percent. The maximum capacity of the dryer was about 132 kg of rough rice from 11 AM to 2 PM reducing the initial moisture content from 27% to 13%. On the whole, the evaluation results indicated that the dryer could reduce the moisture content of the crop to the storage safe moisture content during appropriate time with highenergy efficiency.
Keywords: Forced convection, Solar air collector, Semi-continuous solar dryer, Heating channel
- در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو میشود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشتههای مختلف باشد.
- همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته میتوانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
- در صورتی که میخواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.