فهرست مطالب

پژوهش های مکانیک ماشین های کشاورزی - سال هشتم شماره 1 (بهار و تابستان 1398)

مجله پژوهش های مکانیک ماشین های کشاورزی
سال هشتم شماره 1 (بهار و تابستان 1398)

  • تاریخ انتشار: 1398/07/20
  • تعداد عناوین: 12
|
  • کامران خیرعلی پور، یوسف خزایی، عادل حسین پور، حسین جوادی کیا صفحات 1-11

    یکی از مراحل برداشت سیب زمینی جداسازی آن از کلوخ و سنگ است که توسط ماشین های برداشت و براساس اصطکاک و ارتعاش به صورت کامل انجام نمی شود و برای تکمیل جداسازی از نیروی کارگری استفاده می شود. در این پژوهش، از روش پردازش تصویر و ماشین بردار پشتیبان برای جداسازی سیب زمینی از کلوخ و سنگ استفاده شده است. چهارصد نمونه سیب زمینی، یکصد نمونه کلوخ و یکصد نمونه سنگ به طور تصادفی انتخاب گردید. پس از انتخاب شرایط تصویربرداری مناسب، تصاویر همه نمونه ها به صورت تکی گرفته شد. یک الگوریتم پردازش تصویر در نرم افزار متلب برای پیش پردازش تصاویر و استخراج ویژگی های مختلف رنگی و بافت طراحی گردید. از ویژگی های به دست آمده، تعداد نه ویژگی به عنوان ویژگی های مناسب برای طبقه بندی انتخاب شد. برای طبقه بندی نمونه ها از روش ماشین بردار پشتیبان و با درنظر گرفتن دو استراتژی یعنی 3-راهه (سیب زمینی، کلوخ و سنگ) و 2-راهه (سیب زمینی و غیر سیب زمینی) استفاده شد. نرخ طبقه بندی صحیح استراتژی 3-راهه و 2-راهه به ترتیب برابر 67/98 و %99 با خطای مربعات میانگین برابر (0017/0) بود. با توجه به این نتیجه، جهت جداسازی سیب زمینی از کلوخ و سنگ یک سامانه ماشین بینایی می تواند پیاده سازی و مورد استفاده قرار گیرد.

    کلیدواژگان: تصویربرداری، جداسازی، سیب زمینی، طبقه بندی، ناخالصی
  • سجاد سبزی، حسین جوادی کیا، یوسف عباس پور * صفحات 13-23

    سم پاشی خاص مکانی یک روش جدید به منظور مبارزه با علف های هرز می باشد. به همین دلیل، در این مطالعه یک سیستم بینایی ماشین مبتنی بر پردازش ویدئو و طبقه بند فراابتکاری به منظور تشخیص برخط گیاه سیب زمینی و دو نوع علف هرز خرفه و توق در مزارع سیب زمینی پیشنهاد شد. به منظور آموزش سیستم بینایی ماشین پیشنهادی، 5 هکتار زمین سیب زمینی رقم مارفونا در استان کرمانشاه به منظور فیلم برداری انتخاب شد. بعد از استخراج خصوصیاتی در حوزه های خصوصیات رنگی و توصیفگرهای طیفی بافت با استفاده از دو روش هیبرید شبکه عصبی مصنوعی – کلونی مورچگان و هیبرید شبکه عصبی مصنوعی – ازدحام ذرات، خصوصیات موثر انتخاب گردیدند. درنهایت با تحلیل نتایج حاصل از طبقه بندی خصوصیات انتخابی توسط هر یک از دو روش مذکور، خصوصیات انتخابی با استفاده از روش هیبرید شبکه عصبی مصنوعی – ازدحام ذرات به منظور استفاده در سیستم بینایی ماشین پیشنهادی انتخاب شدند. خصوصیات انتخابی عبارت اند از شاخص رنگی برای پوشش گیاهی استخراجی در فضای رنگی YCbCr، شاخص مولفه دوم اضافی فضای رنگی HSV، کنتراست مولفه اول و دوم فضای رنگی HSV، میانگین مولفه اول فضای رنگی HSI، میانگین S(r). نتایج طبقه بندی نشان داد که روش هیبرید شبکه عصبی مصنوعی – الگوریتم تکامل تفاضلی با دقت بالای 99 درصد قادر به شناسایی گیاه سیب زمینی و دو نوع مختلف از علف های هرز می باشد. در نهایت سیستم بینایی ماشین در مزرعه تست گردید و با سرعت 13/0 متر در ثانیه اقدام به طبقه بندی نمود.

    کلیدواژگان: طبقه بندی، بینایی ماشین، سم پاشی خاص مکانی، علف های هرز
  • امید امیدی، داود قنبریان، مجبتی نادری، کاوه ملازاده صفحات 25-36

    در این پژوهش، با انجام آزمون های فشاری تک محوری و خزش و تعیین ویژگی های الاستیک و ویسکوالاستیک، تغییرات خواص مکانیکی و رئولوژیکی سیب زمینی رقم آگریا در دوره های مختلف انبارداری شش ماهه بررسی شد. نتایج نشان داد که برازش معادله چندجمله ای درجه سه بر منحنی نیرو تغییرشکل در آزمون فشاری (R2=0.98) و معادله مدل برگر بر منحنی پاسخ آزمون خزش (R2=0.99) مناسب بود. همچنین نتایج نشان داد در طی شش ماه انبارداری، مقادیر مدول الاستیسیته (به میزان 47/10 درصد)، حداکثر نیروی شکست، میزان چقرمگی و زمان تاخیر کاهش پیدا کردند و ویژگی های نرمش آنی و نرمش خزشی نیز روندی افزایشی (به ترتیب 33/13 و 10 درصد) داشتند. همچنین ویژگی هایی مانند ویسکوزیته آنی و تاخیری نیز روندی متغیر را در طول انبارداری از خود نشان دادند.

    کلیدواژگان: آزمون فشاری تک محوری، آزمون خزش، خواص ویسکوالاستیک، انبارداری
  • ابوالفضل آخوندزاده، احمد کوچک زاده، رضا یگانه* صفحات 37-47

    هلو یکی از مهم ترین محصولات باغی ایران است که دارای ضایعات پس از برداشت زیادی می باشد. یکی از راه های کاهش ضایعات پس از برداشت فرآوری محصول است. استفاده از امواج فراصوت به عنوان پیش تیمار نوین در خشک کردن مواد غذایی چندین سال است که مورد توجه قرارگرفته است. هدف از این تحقیق بررسی تاثیر پیش تیمار فراصوت با توان بالا بر روند خشک شدن برگه های هلو و کیفیت آن می باشد. به این منظور تاثیر امواج فراصوت با توان 70 وات و بسامد 28 کیلوهرتز و خیساندن در آب مقطر در سه سطح 20،10 و 60 دقیقه با دو دمای 65 و 105 درجه سلسیوس انجام شد. نتایج نشان داد، استفاده از امواج فراصوت به عنوان یک پیش تیمار قبل از خشک کردن، زمان خشک شدن را کاهش می دهد. علاوه بر این باعث کاهش نیروی لازم برای برش و لهیدگی نمونه ها گشته و اثر منفی بر رنگ نمونه ها نداشته است. بنابراین با نتایج به دست آمده می توان استنباط کرد که استفاده از امواج فراصوت در خشک کردن برگه های هلو، کاهش هزینه، کاهش مصرف انرژی و افزایش کیفیت را به دنبال خواهد داشت.

    کلیدواژگان: برش، خشک کردن، رنگ، فراصوت، فشار، هلو
  • محمد حجازیان*، مجید لطفعلیان، سلیمان محمدی صفحات 49-55

    ماشین آلات جنگل یکی از منابع خطر در بهره برداری جنگل محسوب می شوند. توجه به فاکتورهای ارگونومیک این ماشین ها نقش مهمی در کاهش آسیب های شغلی دارد. در این مطالعه فاکتورهای ارگونومیک ماشین های حمل ونقل اولیه چوب در جنگل های هیرکانی شامل: Timberjack 450C و HSM 904 بررسی شد. به منظور ارزیابی، از برخی شاخص های دستورالعمل ارگونومیک و ایمنی اروپایی برای ماشین های جنگل استفاده شد. این شاخص ها عبارت اند از: سطح صدای ماشین، دسترسی به کابین، وضعیت صندلی راننده، تهویه کابین بود که بر اساس رابط بالقوه با خطرات موجود در عملیات اجرایی انتخاب شدند. بر اساس نتایج، مدت زمان مواجهه با سطح صدا برای Timberjack 450C و HSM 904 به ترتیب 4 و 5 ساعت در هر نوبت کاری محاسبه شد که کمتر از میزان استاندارد بود. همچنین در شاخص دسترسی به کابین به ترتیب 120 و 62 امتیاز منفی، در شاخص وضعیت صندلی به ترتیب 170 و 41 امتیاز منفی و در شاخص تهویه کابین به ترتیب 101 و 71 امتیاز منفی کسب نمودند. اسکیدر HSM 904 به لحاظ ارگونومی در تمامی شاخص ها از شرایط استاندارد و مطلوب تری برخوردار است. با اعمال برخی تغییرات مانند افزایش تعداد پلکان، عایق بندی و درزگیری کابین، تعویض به موقع فیلتر هوا می توان وضعیت ارگونومی را بهبود و خطرات و آسیب های احتمالی را کاهش داد

    کلیدواژگان: آسیب های شغلی، ماشین آلات جنگل، اسکیدر، ارگونومیک
  • احمد پیری، علی محمدنیکبخت*، حامد جانی صفحات 57-66

    در این تحقیق ممیزی انرژی خط اواپراسیون کارخانه قند ارومیه، به عنوان اولین قدم در راستای بهبود و بهینه سازی فنی-اقتصادی فرآیند تولید شکر در این کارخانه انجام شده است. به همین منظور با اتکا به تحلیل های ترمودینامیکی و بر مبنای اندازه گیری های صورت گرفته، سهم هریک از تجهیزات خط اواپراسیون در اتلاف انرژی و اکسرژی تعیین شد. همچنین این پایش به صورت جزئی تر برای سطوح مختلف هر یک از این تجهیزات صورت گرفت. از روش ترموگرافی برای مطالعه وضعیت عایق سازی موجود و میزان تلفات حرارتی خط اواپراسیون استفاده شده است. نتایج به دست آمده نشان داد که 67 درصد اتلاف حرارتی از راه انتقال تابشی و 33 درصد به واسطه انتقال جابجایی انجام می شود. کل اتلاف حرارتی خط اواپراسیون به محیط کارخانه 03/186 کیلووات برآورد شد که بر مبنای اتلاف جابجایی و تابشی محاسبه شده است. نتایج به دست آمده حاکی از این است که بیشترین اتلاف انرژی مربوط به اواپراتور اول، مبدل های پوسته-لوله دوم و سوم هستند. همچنین بیشترین اکسرژی اتلافی در بخش پیش گرمایش اتفاق می افتد، به طوری که مبدل های حرارتی پوسته-لوله به تنهایی، اندکی بیش از نیمی از اکسرژی اتلافی مجموعه را تشکیل می دهند. نتایج این تحقیق در اخذ تصمیمات مدیریتی آتی در کاهش هزینه های تولید شکر در کارخانه مذکور استفاده خواهد شد. جزئیات به دست آمده و روش مطالعه بکار گرفته شده در این تحقیق نیز می تواند در مطالعات سیاست های توسعه پایدار بخش دولتی مورد توجه قرار گیرد.

    کلیدواژگان: شکر، اواپراسیون، انرژی، ترموگرافی، اکسرژی
  • فاطمه افشارنیا*، افشین مرزبان صفحات 67-76

    آرد گندم به عنوان یک محصول استراتژیک و مهم ترین ماده اولیه نان، طی یک پروسه فرآوری در کارخانه و بصورت مکانیزه تولید می شود. افزایش بهره وری در بخش های مختلف از جمله واحد نگهداری و تعمیرات این فرآیند مکانیزه از اهمیت ویژه ای برخوردار است. برای بسیاری از سیستم ها، مقوله نیروی انسانی به عنوان با اهمیت ترین سرمایه سیستم می باشد که بر روی کارایی و عملکرد سیستم تاثیر چشمگیری دارد. در این تحقیق روند بهره وری نیروی انسانی واحد تعمیرات کارخانه آرد شعله با درنظرگرفتن قابلیت اطمینان سیستم مورد بررسی قرار گرفت. برای اندازه گیری بهره وری از شاخص کارایی و ضریب اثربخشی کلی تعمیرکار استفاده شد و آمار خرابی کارخانه آرد در دو بخش بوجاری و آسیاب در طی ده سال مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. طبق نتایج از کل خرابی های کارخانه تولیدی آرد، 44/59درصد مربوط به واحد آسیاب و 55/41درصد مربوط به واحد بوجاری بود. بیشترین خرابی های واحد بوجاری به ترتیب مربوط به قسمت های مارپیچ (%22/7)، بارریز (%16/8) و بالابر (%11/2) و در واحد آسیاب مربوط به والس (%21/9)، مارپیچ ها (%11/8) و الک (%9/8) بود. کارایی نیروی انسانی واحد تعمیرات با نرخ خرابی در تجهیزات کارخانه ارتباط مستقیم و اثربخشی نیروی انسانی با قابلیت اطمینان تجهیزات کارخانه ارتباط مستقیمی را نشان داد.

    کلیدواژگان: نیروی انسانی، بهره وری، تعمیرات، کارخانه آرد
  • عبدالله ایمان مهر صفحات 77-87

    این بررسی به منظور ارزیابی کارایی انرژی واحد های تولید گلرنگ با استفاده از تکنیک تحلیل پوششی داده ها در منطقه جلگه استان اصفهان در سال 1394 انجام شد. داده ها از مجموع 30 مزرعه تولید گلرنگ با استفاده از پرسشنامه و مصاحبه حضوری جمع آوری گردید. نتایج نشان داد که میزان انرژی ورودی و خروجی به ترتیب 30843/1و 67585/71مگاژول بر هکتار است. بیشترین میزان سهم انرژی مصرفی را بترتیب کودهای شیمیایی (48/18%)، سوخت (24/55%) و آب مصرفی (12/44%) به خود اختصاص داده است. میانگین کارائی فنی، کارائی فنی خالص و کارائی مقیاس محصول گلرنگ به ترتیب 94/28%، 99/93% و 94/33% بدست آمد. بر اساس مدل CCR بیشترین میزان مصرف مازاد واحدهای ناکارا بترتیب مربوط به نهاده های کودهای شیمیایی و بخصوص کود اوره (58%)، سوخت دیزل (18%)، آب مصرفی (12%) و بذر مصرفی (8%) می باشد. سوخت ها با 49% و سپس کود اوره با 35% بیشترین سهم را در انتشار گازهای گلخانه ای در تولید گلرنگ دارند (شکل 4-16). لذا با استفاده از سیستم های مکانیزه مدیریت شده باید بکارگیری ماشین آلات را کنترل نمود تا مصرف سوخت کاهش یابد و مصرف کود اوره را با جایگزینی کودهای دامی اصلاح نمود تا آلودگی ناشی از انتشار گازهای گلخانه ای و آلودگی منابع آبی منطقه کاهش یابد. . نسبت انرژی (راندمان انرژی) در منطقه مورد مطالعه 19/2، بهره وری انرژی 0/14 کیلوگرم بر مگاژول و ضریب انرژی 34655/16مگاژول بر هکتار بدست آمد.

    کلیدواژگان: کارایی انرژی، تولید گلرنگ، تحلیل انرژی، نهاده های انرژی، انتشار گازهای گلخانه ای، آلودگی زیست محیطی
  • رحیم ابراهیمی*، رضا عیدی، محمود رضا تدین صفحات 89-97

    با توجه به اهمیت استفاده از نظام های کم خاک ورزی در کاهش انرژی مصرفی گیاهان زراعی با 6 تیمار و 3 تکرار در سال زراعی 1391-1390 در استان خوزستان برای بررسی نظام های مختلف زراعی بر انرژی مصرفی اجرا گردید. تیمارهای آزمایش شامل: کشت سنتی با استفاده از گاوآهن برگرداندار، کشت سنتی بدون استفاده از گاوآهن برگرداندار، کم خاک ورزی، بی خاک-ورزی بر روی 100% بقایا، بی خاک ورزی بر روی 60% بقایا و بی خاک ورزی بر روی زمین عاری از بقایا بودند. در این تحقیق مصرف سوخت، زمان انجام هر عملیات و کل زمان انجام عملیات خاک ورزی و کاشت گندم، انرژی مصرفی عملیات خاک ورزی و کاشت، درصد سبز شدن گندم، تراکم علف های هرز، تعداد سنبله در مترمربع، دانه در سنبله و دانه در سنبلک، عملکرد بیولوژیک و عملکرد دانه گندم، شاخص برداشت گندم، وزن هزار دانه، انرژی ورودی، انرژی خروجی، افزوده خالص انرژی، بهره-دهی انرژی، انرژی ویژه یا شدت انرژی، کارایی یا بازده انرژی برای هر یک از تیمارهای آزمایشی اندازه گیری شد. نتایج نشان دادند که بیشترین و کمترین مقدار سوخت مصرفی به ترتیب در تیمارهای کشت سنتی (93/67لیتر بر هکتار) و در تیمارهای کم خاک ورزی (14/57لیتر بر هکتار) بدست آمد. در مجموع نتیجه می شود که بیشترین هزینه تولید (12 میلیون ریال در هکتار) و بالاترین سود (27/4میلیون ریال در هکتار) در تیمار با استفاده از گاوآهن برگرداندار نسبت به سایر تیمارها بدست آمد.

    کلیدواژگان: کم خاک ورزی، بی خاک ورزی، بقایا، گاوآهن برگرداندار، گندم
  • نسیم منجزی* صفحات 99-106

    نیشکر با سطح زیر کشت 110 هزار هکتار یکی از مهم ترین محصولات کشاورزی-صنعتی کشور است. در حال حاضر بخش قابل توجهی از فرآیند تولید نیشکر از قبیل تهیه قلمه، کاشت و برداشت به صورت غیرمکانیزه انجام می شود. عوارض اسکلتی–عضلانی از شایع ترین عوارض ناشی از کار در مزارع نیشکر و سایر محیط های کشاورزی غیرمکانیزه محسوب می شود. این مطالعه با هدف تعیین شیوع اختلالات اسکلتی-عضلانی و ارزیابی ریسک ابتلاء در اندام کارگران تولید نیشکر در استان خوزستان اجرا گردید. این پژوهش مقطعی در سال زراعی 1397-1398 بر روی 300 کارگر (50 کارگر تهیه قلمه، 100 کارگر کاشت و 50 کارگر برداشت) انجام شد. برای تعیین شیوع اختلالات اسکلتی-عضلانی و ارزیابی ریسک ابتلاء به این اختلالات از روش RULA استفاده گردید. تجزیه و تحلیل داده ها به وسیله نرم افزار ErgoIntelligence-UEA انجام شد. طبق روش RULA، در عملیات تهیه قلمه، کاشت و برداشت به ترتیب 28/69، 20/56و 34/52درصد پوسچر کارگران در بحرانی ترین گروه قرار گرفتند. نیاز به مداخلات ارگونومیکی از نظر روش RULA در مزارع نیشکر احساس می شود. این مداخلات در وهله اول با تغییر فرآیند تولید از حالت دستی به مکانیزه و در ادامه به صورت تغییر در پوسچرهای کاری با در نظر گرفتن دسترسی به کار و پیشنهاد ابزار مناسب برای انجام کار صورت می پذیرد.

    کلیدواژگان: ارگونومی، کشاورزی، وضعیت بدن، نیشکر
  • مهدی منتظری، برات قبادیان، هادی پاسدار، احمد بناکار* صفحات 107-116

    کشت محصولات گلخانه ای یک پیشرفت در فناوری تولید محصولات کشاورزی است که از مناطق معتدل تا مناطق گرم تر استوایی در حال افزایش است. اگرچه گلخانه از محصولات در برابر شرایط آب و هوایی نا مساعد حفاظت می کند اما رطوبت و دمای بالا در مناطق حاره ای باعث نتیجه معکوس روی تولید محصولات می گردد. ازاین رو در چنین مناطقی، کاهش درجه حرارت داخل گلخانه یا تنظیم آن تا نزدیک دمای محیط ضروری است. ازآنجایی که طراحی سامانه سرمایش به شدت وابسته به شرایط محیطی است، توسعه یک سامانه مناسب که شرایط اقلیم موضعی را برای رشد محصول فراهم کند کار دشواری است. بنابراین در این پژوهش عملکرد سامانه سرمایش فن-پد در شرایط مختلف آب و هوایی مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور ابتدا محیط گلخانه توسط نرم افزار TRNSYS مدلسازی گردید. بعد از صحت سنجی مدل با نتایج تجربی، توانایی سامانه در خنک کردن گلخانه و عملکرد سامانه نسبت به پارامترهای سرعت هوا، دما و نسبت رطوبت هوای محیط مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد در شرایط محیطی با دمای حباب خشک و نسبت رطوبت به ترتیب کمتر از C 40 و kg/kg 0/015، سامانه خنک کننده تبخیری مستقیم (فن-پد) در سرعت هوای m/s 1/25 روش مناسبی برای خنک کردن گلخانه است و شرایط مطلوبی جهت رشد محصول فراهم میکند. همچنین نتایج نشان داد در نسب رطوبت های بیشتر از kg/kg 0/015 سامانه خنک کننده تبخیری به تنهایی توانایی خنک کردن گلخانه را ندارد.

    کلیدواژگان: خنک کننده تبخیری مستقیم، فن- پد، راندمان، گلخانه، مناطق مرطوب، ترنسیس
  • وحید رستم پور*، اسعد مدرس صفحات 117-127

    برداشت دستی نخود پر هزینه و طاقت فرسا می باشد. بنابراین در این تحقیق دماغه برداشت نخود طراحی، ساخته و ارزیابی گردید. این دماغه دارای انگشتی های بلند ثابت بوده و با پیشروی دماغه، غلاف ها در بین انگشتی ها قرار گرفته و از بوته ها جدا می شوند. در طراحی دماغه چهار ویژگی هندسه انگشتی ها، زاویه انگشتی ها با افق (A)، طول انگشتی ها (L) و فاصله بین انگشتی ها (S) مورد توجه قرار گرفت. در ارزیابی های مزرعه ای اثر دو متغیر زاویه انگشتی ها (A) و فاصله بین انگشتی ها (S) به ترتیب در سه سطح °15، °20 و°25 و دو سطحmm 7 و mm10، روی تلفات مربوط به غلاف های باقی مانده روی بوته ها (Lp) و تلفات مربوط به غلاف های ریخته شده روی زمین (Lf) بررسی شد. همچنین مقدار تلفات کل (LT = Lf + Lp) در ترکیب های مختلف زاویه انگشتی ها (A) و فاصله انگشتی ها (S)، بررسی شد و بهترین ترکیب مشخص گردید. نتایج نشان داد اثر افزایش مقدار متغیرهای زاویه انگشتی ها (A) و فاصله انگشتی ها (S) روی هر دو نوع تلفات Lp و LF معنی دار (1%P<) و افزایشی است، با این تفاوت که تاثیرگذاری متغیر زاویه انگشتی ها (A) روی تلفات LF بیشتر و تاثیرگذاری متغیر فاصله انگشتی ها (S) روی تلفات Lp بیشتر است. کمترین مقدار تلفات کل (LT) (5%P<) در ترکیب زاویه انگشتی و فاصله انگشتی شماره1 (°15 و mm7) و شماره2 (°20 و mm7) و به ترتیب برابر با 4/57% و 7/24% بود.

    کلیدواژگان: انگشتی، تلفات برداشت، دماغه، نخود
|
  • Kamran Kheiralipour, Yousef Khazaee, Adel Hosainpour, Hossein Javadikia Pages 1-11

    One of the steps in potato harvesting is to separate potato from clod and stone that cannot be entirely done by the harvester machines based on the friction and vibration and must be completed by labors. In the present study, image processing technique was used to detect the potato tubers and separate them from clod and stone. Four hundred potato, 100 stone and 100 clod specimens were randomly selected. After selecting the optimum imaging condition, the image of all specimens was individually acquired. An image processing algorithm was designed for preprocessing and extracting different color and texture features in MATLAB. From the features extracted, nine useful features were selected for classification. To classify the specimens, the support vector machine was used by considering two strategies: 3-way (potato, clod and stone) and 2-way (potato and non-potato). The correct classification rate of 3-way and 2-way strategies was obtained 98.67 and 99 %, respectively with the same mean square error (0.0017). According to this result, a machine vision system can be implemented for separating potato from clod and stone.

    Keywords: Classification, Imaging, Impurity, Potato Separation
  • Sajad Sabzi, Hosein Javadikia, Yousef Abbaspour* Pages 13-23

    Site-specific spraying is a new method to weed exclusion. For this reason, a machine vision system is suggested in this study based on video processing and meta-heuristic classifier for online identification of potato plant and two types of weeds PortulacaOleracea, and Xanthium strumarium. In order to train the suggested machine vision system, 5 hectares of lands of Marfona potato in Kermanshah province were selected for filming. After extracting some features in fields of color features and spectral descriptors of texture using two methods of hybrid artificial neural network - ant colony (ANN-ACO) and hybrid artificial neural network - Particle swarm optimization (ANN-PSO), the effective features were selected. Finally, by analyzing the results of selected features set by each of the two mentioned methods, the selected features were selected using method of artificial ANN-PSO in order to use in machine vision system. Selected features were color index for vegetation cover in YCbCr color space, the extra second component index in HSV color space, the first and second component contrast in HSV color space, the mean of first component in HSI color space and the mean of S(r). The results of classification showed that method of hybrid artificial neural network - Differential Evolution (ANN-DE) with high accuracy of 99% is able to identify potato plant and two different types of weeds.

    Keywords: Weeds, Site, specific spraying, Classification, Machine vision
  • Omid Omidi*, Davoud Ghanbarian, Mojtaba Naderi, Kaveh Mollazadeh Pages 25-36

    In this study, changes in the mechanical and rheological properties of potato (Agria) were assessed by examining the elastic and viscoelastic characteristics. Mechanical and rheological parameters were examinated by uniaxial compression and creep tests during six months storage. According to the results, curve fitting procedure of third-degree polynomial on the load-displacement in the compress test (R2 = 0.98) and Burger's model on the response of creep test (R2 = 0.99) was well done. During storage, the modulus of elasticity (10.47 %), maximum failure force, toughness and retardation time decreased. Also, Initial and retarded compliance has followed an increasing trend during storage (13.33 % and 10 %, respectively). The rest of the parameters obtained did not show a certain continuous process.

    Keywords: Storage, Viscoelastic properties, Creep test, Uniaxial compression test
  • Reza Yeganeh, Abolfazl Akhoundzadeh, Ahmad Kouchakzadeh Pages 37-47

    Peach, being one of the most important Iranian horticultural products, produce a considerable amount of post-harvest wastes. Product processing is one of the ways to reduce waste. For many years, the use of ultrasound has been considered as a novel pre-treatment in the drying of food. The purpose of this study was to investigate the effect of high-power ultrasound pre-treatment on the drying of peach and its quality. For this purpose, the ultrasound treatment (70 Watts and 28 kHz) was performed for 10, 20 and 60 minutes at two different temperatures of 65 and 105 C. The results showed that the application of ultrasound, as a pre-treatment before drying, decreases the drying time. In addition, it reduced the force required for shear and compression of the samples with no negative effect on the color of the samples. Furthermore, it was shown that the use of ultrasonic waves in drying of peach slices will reduce costs and energy consumption and increase the product quality.

    Keywords: Peach, Drying, Ultrasound, Color, Shear -Compression
  • Mohammad Hejazian* Pages 49-55

    Forest machinery is one of the sources of danger in forest logging. Considering the ergonomic factors of these machines plays an important role in reducing occupational injuries. In this study, the ergonomic factors of primary wood transportation machines in Hyrcanian forests including Timberjack 450C and HSM 904 were evaluated. In order to evaluate, some of the indicators of ergonomic and European safety guidelines for forestry machines were used. These indicators include: sound level, cabin access, driver's seat, cabin ventilation, which were selected based on the potential interface with the risks involved in the operation. Based on the results, the duration of exposure to the sound level for Timberjack 450C and HSM 904 was calculated to be 4 and 5 hours per shift, respectively, which was less than standard rate. Also, in the cabin access 120 and 62 negative points, in driver's seat 170 and 41 points and in the cabin ventilation 101 and 71 negative points were scored, respectively. The HSM 904 had a more ergonomic standard in all of the indicators. By making some changes, such as increasing the number of stairs, cabin insulating, replacing the air filter by on right time, can improve the ergonomic condition and reduce the risk and potential damage.

    Keywords: Occupational injuries, Forest machinery, Skidder, Ergonomic
  • Ahmad Piri, Ali MohammadNikbakht*, Hamed Jani Pages 57-66

    Energy survey is always a critical stage of the management in the process engineering facilities. As the first and crucial step toward technical, thermo engineering and economic improvement and optimization of sugar production process, energy audit is conducted experimentally and analytically in the evaporation line of Urmia sugar factory. To yield such a purpose, based on the thermodynamic analysis and measurements, the share of each equipment in energy and exergy loss is precisely determined. Moreover, detail parameters have been monitored in the different surfaces of each equipment. Thermography method is applied to study the insulation condition and heat loss level. Maximum energy and exergy loss is assigned to top view surfaces. Lateral surfaces dissipated much energy compared to bottom view surfaces. Results show that the heat loss is occurred mostly through radiation transfer by 67 % and the rest is experienced by convection transfer as 33 %. Total thermal power dissipation of the evaporation line to the medium is estimated to be 186.03 kW which is calculated on the basis of heat convection coefficient and heat radiation. Results prove that the dominant heat loss is respectively related to first evaporator, the second and third shell and tube heat exchangers. Furthermore, the maximum exergy loss is occurred in pre heating section, where more than half of the total exergy loss belongs to shell and tube heat exchangers. Accumulated exergy through the evaporation line is estimated to be 30.86 kW stating the energy effectiveness gap of the whole system comprising subsystems such as individual evaporators or heat exchangers. The research results would be implemented in the future management decisions on sugar production cost reduction. The research methodology and obtained technical details can be used in the future investigations on sustainable development policies in governmental section.

    Keywords: Sugar, Evaporation, Energy, Thermography, Exergy
  • Fatemeh Afsharnia*, Afshin Marzban Pages 67-76

    The economic importance of wheat and its contribution to the diets of humans and livestock cannot be disputed. Wheat is grown in most parts of the world, from near-arctic to near-equatorial latitudes. It is the most important crop among the cereals by area planted and is followed in importance by corn, barley and sorghum. The amount of wheat traded internationally exceeds that of all other grains. Furthermore, the protein and caloric content of wheat is greater than that of any other food crop. Most wheat is consumed in the form of baked goods, mainly bread; therefore, wheat grains must be milled to produce flour prior to consumption. Wheat is also used as an ingredient in compound feedstuffs, starch production and as a feed stock in ethanol production. The wheat flour is produced during the mechanized process at the factory. Therefore, increasing the productivity of this mechanized process is most important. The maintenance unit is one of the best opportunities to increase productivity of a mechanized system. For many systems, the category of human resources is considered to be the most important system capital, which has a significant impact on system performance. Since, The manpower productivity of the Shoale flour factory during the last ten years was evaluated taking into account the reliability of the system. The results indicated that the winnower and mill of flour factory included 44.59% and 55.41% of total failures, respectively. The results indicated that the spiral (22.7%), feeder (16.8%) and elevator (11.2%) caused the majority of recorded failures in winnower parts. Furthermore, the roller mill (21.9%), spiral (11.8%) and sieve (9.8%) parts of mill were more prone to failure than the rest. The manpower efficiency and factory equipment failure rate showed a positive relationship as well as there is a positive relationship between the manpower effectiveness and the factory equipment reliability.

    Keywords: manpower, productivity, repairs, flour factory
  • Abdollah Imanmehr* Pages 77-87

    This study was carried out to evaluate the energy efficiency of safflower production units using data envelopment analysis technique in Jolgeh district of Isfahan province in 2016. Data were collected from a total of 30 safflower farms using questionnaires and face to face interviews. The results showed that the input and output energy were 30843.1 and 6775.71 megajol/ha, respectively. The highest share of energy consumption was allocated to chemical fertilizers (48.18%), fuel (24.55%) and water (12.44%) respectively. The average technical efficiency, net technical efficiency and efficiency of Safflower product scale were 94.28%, 99.93% and 94.33%, respectively. According to the CCR model, the highest intakes of excessive intake units are related to the inputs of chemical fertilizers, especially urea (58%), diesel fuel (18%), water (12%) and seed consumption (8%). Fuels with 49% and then urea fertilizer with 35% have the largest share in the emissions of greenhouse gases in the production of safflower (Figure 4-16). Therefore, using managed mechanized systems, it is necessary to control the use of machinery to reduce fuel consumption and to reduce the consumption of urea crop by replacing livestock fertilizers in order to reduce the pollution caused by greenhouse gas emissions and pollution of the water resources of the area.This study was carried out to evaluate the energy efficiency of safflower production units using data envelopment analysis technique in Jolgeh district of Isfahan province in 2016. Data were collected from a total of 30 safflower farms using questionnaires and face to face interviews. The results showed that the input and output energy were 30843.1 and 6775.71 megajol/ha, respectively. The highest share of energy consumption was allocated to chemical fertilizers (48.18%), fuel (24.55%) and water (12.44%) respectively. The average technical efficiency, net technical efficiency and efficiency of Safflower product scale were 94.28%, 99.93% and 94.33%, respectively. According to the CCR model, the highest intakes of excessive intake units are related to the inputs of chemical fertilizers, especially urea (58%), diesel fuel (18%), water (12%) and seed consumption (8%). Fuels with 49% and then urea fertilizer with 35% have the largest share in the emissions of greenhouse gases in the production of safflower (Figure 4-16). Therefore, using managed mechanized systems, it is necessary to control the use of machinery to reduce fuel consumption and to reduce the consumption of urea crop by replacing livestock fertilizers in order to reduce the pollution caused by greenhouse gas emissions and pollution of the water resources of the area.

    Keywords: Energy Efficiency, Safflower Production, Energy Consumption Analysis, Greenhouse Gas Emissions
  • Rahim Ebrahimi, Reza Eidi, mahmoud reza Tadayoun Pages 89-97

    Due to the importance of the use of reduced tillage systems to reduce energy crops, an experiment was conducted as completely randomized block design with 6 treatment and 3 replications in 2011-2012 growing season in the khuzestan province. Treatments includeing conventional tillage using moldboard plow, conventional tillage without using moldboard plow, reduced tillage, no-tillage with 100% crop residue retained, no-tillage with 60% crop residue retained, no-tillage without crop residue retained. In this research, fuel consumption, time of any operation and total time of tillage and planting wheat, tillage and planting energy, emergence of wheat, weed density, the number of ears per square meter, operation of biological and wheat grain yield, harvest index, the weight of one thousand seeds, inpout energy, outpout energy, net energy, productivity energy, specific energy and effeciency energy are measured. The results show that the maximum and the minimum amounts of fuel were obtained in traditional culture treatment (93.67 L/ha) and in no-tillage treatment (14.57 L/ha), respectively. The maximum and minimum of efficiency energy is in reduced tillage (2.53%) and conventional tillage using moldboard plow (2.27%) treatments, respectively, and also the maximum and minimum of energy intensity is in conventional tillage using moldboard plow and reduced tillage treatments, respectively.Totally, the most expensive (12 million Rial/ha) and highest revenue generating (27.4 million Rial/ha) is obtained in conventional tillage using moldboard plow treatment than other treatments.Totally, the most expensive (12 million Rial/ha) and highest revenue generating (27.4 million Rial/ha) is obtained in conventional tillage using moldboard plow treatment than other treatments.Totally, the most expensive (12 million Rial/ha) and highest revenue generating (27.4 million Rial/ha) is obtained in conventional tillage using moldboard plow treatment than other treatments.Totally, the most expensive (12 million Rial/ha) and highest revenue generating (27.4 million Rial/ha) is obtained in conventional tillage using moldboard plow treatment than other treatments.Totally, the most expensive (12 million Rial/ha) and highest revenue generating (27.4 million Rial/ha) is obtained in conventional tillage using moldboard plow treatment than other treatments.

    Keywords: Reduced tillage, No, tillage, Remains, drought stress
  • Nasim Monjezi* Pages 99-106

    Sugarcane with 110,000 hectares is one of the most important agricultural-industrial products in the country. Currently, a significant part of the sugarcane production process, such as cuttings, planting and harvesting, is done manually. Musculoskeletal complications are among the most commonly occurring complications in cane and other traditional agricultural environments. Among the various problem found in agriculture mentioned above, a problem commonly reported in agricultural workers in particular farmers in a rural area is work-musculoskeletal symptoms (MSS) in a different part of a body. A low level of knowledge about the correct condition of the body during work is one of the problems of farmers. Therefore, body status assessment methods are considered as the basis and basis for assessing the risk of musculoskeletal disorders associated with work. The aim of this study was to determine the prevalence of musculoskeletal disorders and risk assessment in the organs of sugarcane production workers in Khuzestan province. This cross-sectional study was carried out on 300 workers during the 2018-2019 crop year. The RULA method was used to determine the prevalence of musculoskeletal disorders and to assess the risk of these disorders. Data analysis was performed by Ergo Intelligence-UEA software. According to the RULA method, the cuttings, planting and harvesting were 28.69%, 20.56%, and 52.34% of workers' postures, respectively, in the most critical group. The need for ergonomic interventions in the RULA method is felt in sugarcane fields. A high percentage of musculoskeletal disorders in workplaces occur due to awkward posture and non-ergonomic design of the work stations for lifting and carrying of materials. To avoid these injuries, jobs should be designed in a way that ergonomics risk factors are controlled properly. These interventions primarily involve changing the production process from manual to mechanized, and further changing the work postures by considering access to work and proposing the right tools for doing work.

    Keywords: ergonomics, agriculture, posture, sugarcane
  • mehdi montazeri, barat ghobadian, hadi pasdarshahri, ahmad banakar* Pages 107-116

    The cultivation of greenhouse crops is an advance in agricultural production technology that is increasing from temperate to warmer regions. However, greenhouse protects crops in a bad weather condition, but high temperature and humidity in the tropics have a converse effect on a production of crops. Therefore, in these regions, it is necessary to reduce the temperature inside the greenhouse. Since the design of the cooling system is highly dependent on environmental conditions, it is difficult to develop an appropriate system that provides local climate conditions for product growth. Therefore, in this research, the performance of fan-pad cooling system was studied in different climatic conditions. For this purpose, the greenhouse environment was first modeled using TRNSYS software. After verifying the model with experimental results, the system's ability to cool the greenhouse and system performance was evaluated relative to the parameters of air velocity, temperature and humidity ratio. The results showed that in ambient conditions with dry bubble temperature and humidity ratio less than 40˚C and 0.015 kg/kg, direct evaporative cooling system (fan-pad) at an air velocity of 1.25 m/s was a suitable method for cooling the greenhouse and provides suitable conditions for product growth. The cultivation of greenhouse crops is an advance in agricultural production technology that is increasing from temperate to warmer regions. However, greenhouse protects crops in a bad weather condition, but high temperature and humidity in the tropics have a converse effect on a production of crops. Therefore, in these regions, it is necessary to reduce the temperature inside the greenhouse. Since the design of the cooling system is highly dependent on environmental conditions, it is difficult to develop an appropriate system that provides local climate conditions for product growth. Therefore, in this research, the performance of fan-pad cooling system was studied in different climatic conditions. For this purpose, the greenhouse environment was first modeled using TRNSYS software. After verifying the model with experimental results, the system's ability to cool the greenhouse and system performance was evaluated relative to the parameters of air velocity, temperature and humidity ratio. The results showed that in ambient conditions with dry bubble temperature and humidity ratio less than 40˚C and 0.015 kg/kg, direct evaporative cooling system (fan-pad) at an air velocity of 1.25 m/s was a suitable method for cooling the greenhouse and provides suitable conditions for product growth. Also, the results showed that in the case of moisture content greater than 0.015 kg/kg, the evaporative cooling system alone could not cool the greenhouse.

    Keywords: Direct Evaporative Cooling, Fan, Pad, Greenhouse Efficiency, Humidity regions, TRNSYS
  • Vahid Rostampour, Asad Modares Pages 117-127

    The manual harvesting of chickpea is costly and tedious. Therefore, in this study a chickpea harvesting header was designed, constructed, and evaluated. This header has long stripper fingers and with forward movement of header, pods continuously jammed between the fingers and were separated from bushes. The following four points were considered in designing of header: geometry of fingers, angle of fingers to the horizontal surface (A), fingers length (L) and distance between fingers (S). In field evaluations, the effect of fingers angle (15°, 20° and 25°) and fingers distance (7 mm and 10 mm) on losses due to remained pods on bushes (Lp) and losses due to spilled pods on the ground (Lf) were evaluated. Furthermore, by measuring total losses (LT = Lf + Lp) in different configuration of header, the best combination of fingers’ angle and fingers’ distance was determined. The results demonstrated that, the effect of increasing the fingers angle and fingers distance on both types of Lp losses and LF losses was significant (P<1%) and incremental. However, the effect of the fingers angle (A) was greater on LF losses and the effect of the fingers distance (S) was higher on Lp losses. The lowest amounts in total losses (LT) (P< 0.05) were 57.4% and 24.7% in layouts of headers of number 1 (S =7mm and A=15°) and number 2 (S =7mm and A=20°), respectively. The manual harvesting of chickpea is costly and tedious. Therefore, in this study a chickpea harvesting header was designed, constructed, and evaluated. This header has long stripper fingers and with forward movement of header, pods continuously jammed between the fingers and were separated from bushes. The following four points were considered in designing of header: geometry of fingers, angle of fingers to the horizontal surface (A), fingers length (L) and distance between fingers (S). In field evaluations, the effect of fingers angle (15°, 20° and 25°) and fingers distance (7 mm and 10 mm) on losses due to remained pods on bushes (Lp) and losses due to spilled pods on the ground (Lf) were evaluated. Furthermore, by measuring total losses (LT = Lf + Lp) in different configuration of header, the best combination of fingers’ angle and fingers’ distance was determined. The results demonstrated that, the effect of increasing the fingers angle and fingers distance on both types of Lp losses and LF losses was significant (P<1%) and incremental. However, the effect of the fingers angle (A) was greater on LF losses and the effect of the fingers distance (S) was higher on Lp losses. The lowest amounts in total losses (LT) (P< 0.05) were 57.4% and 24.7% in layouts of headers of number 1 (S =7mm and A=15°) and number 2 (S =7mm and A=20°), respectively.

    Keywords: Chickpea, Finger, Harvesting losses, Header