جداسازي غده‌هاي سيب‌زميني از كلوخه و سنگ و بررسي امكان درجه‌بندي غده‌‌ها با استفاده از مفهوم ضريب بازگشت

Separation of Potatoes from Clods and Stones and a Feasibility Study on Grading of Tuber Using Coefficient of Restitution

سيب‌زميني يكي از محصولات استراتژيك در بخش كشاورزي است. به دليل ارزش اقتصادي سيب‌زميني، قبل از انتقال به مخازن ذخيره‌سازي، جداسازي غده‌ها از كلوخه ضروري است. اين كار جز اصلي‌ترين وظايف ماشين‌هاي برداشت سيب‌زميني است. بافت نامناسب خا‌ك‌هاي زراعي و عدم استفاده صحيح از كودهاي شيميايي در ايران كه موجب تخريب بافت خاك مي‌شوند، باعث شده است كه كمباين‌هاي برداشت سيب‌زميني علي‌رغم فوايد زياد، مورد استقبال كشاورزان قرار نگيرد، لذا سامانه‌اي كه بتواند در اين كمباين‌ها نصب شود تا عمل جداسازي را به نحو قابل قبولي انجام دهد ضروري است. در اين راستا امكان استفاده از ضريب بازگشت براي جداسازي غده‌هاي سيب‌زميني از سنگ و كلوخه مورد مطالعه قرار گرفت. در اين پژوهش به كمك دستگاه آونگي عوامل موثر بر ضريب بازگشت غده‌ها بررسي و در بخش ديگري ضريب بازگشت سيب‌زميني، سنگ و كلوخه مقايسه شد. همچنين به منظور بررسي چگونگي توزيع غده‌ها و كلوخه‌ها پس از برخورد با يك سطح جدا كننده، وسيله مخصوصي طراحي، ساخته و ارزيابي شد. اين وسيله يك صفحه به شكل نيم‌دايره است كه سطح آن به كمك ديواره هاي چوبي و لاستيكي قسمت‌بندي و در مركز آن ربع‌كره‌اي از جنس فولاد نصب شده است. نتايج اين پژوهش نشان مي‌دهد كه اثر جرم غده، سرعت برخورد غده به سطح و جنس سطح برخورد و نيز اثر متقابل سرعت برخورد و جنس سطح برخورد بر ميزان ضريب بازگشت غده‌هاي سيب‌زميني در سطح 5 درصد معني‌دار است. همچنين نتايج بخش ديگر اين پژوهش نشان مي‌دهد كه بهترين بازه جرمي براي جداسازي سيب‌زميني از كلوخه و سنگ جرم‌هاي بيش از 60 گرم و زماني است كه رطوبت كلوخه‌ها بين 12 تا 39 درصد است. چگونگي توزيع و پراكندگي غده‌هاي سيب‌زميني و كلوخه‌ پس از سقوط بر سطح كروي نيز نشان مي‌دهد كه با توجه به نحوه توزيع غده‌ها و كلوخه‌ها و نيز مطابقت عرض كار قطعه طراحي شده با عرض كار كمباين‌هاي وارداتي در كشور، امكان نصب اين قطعه روي كمباين‌هاي مزبور و جداسازي غده‌ها از مواد زايد به كمك مفهوم ضريب بازگشت وجود دارد.

Separation of Potatoes from Clods and Stones and a Feasibility Study on Grading of Tuber Using Coefficient of Restitution Davoud Ghanbarian 1* and Azam Taheri2 1Dept. of Agricultural Machinery Engineering, Faculty of agriculture, University of Shahrekord, Iran 2Dept. of Agricultural Machinery Engineering, Faculty of agriculture, University of Shahrekord, Iran *Coressponding author: dghanbarian@yahoo.com Abstract Potato is a strategic agricultural product. Due to a high economic value, it is necessary to separate the tubers from clods and stones before being transferred into storage tanks. This is one of the most important tasks in potato harvesting machineries. Despite many advantages, potato harvesting combines are not welcomed by farmers in Iran due to the lack of suitable agricultural soil textures and missuse of chemical fertilizers. Therefore, it is necessary to install an extra system in the combines to enable them to carry out an efficient separation task. In this article, a feasibility study was carried out on the separation of potatoes from clod and stone using the coefficient of restitution. A pendulum apparatus was used to determine those factors affecting the coefficient of restitution and the latter was compared in potato, stone and clod. A special device was designed, constructed, and evaluated in order to study the distribution pattern of tubers and clods after colliding with a separator surface. It was a semicircular plate, mounted at its center a quarter sphere made of steel. The surface of the aforementioned plate was divided into sections using wooden and rubber strips. The results showed that the effect of mass, velocity, and material of the colliding body as well as the effect of the velocity and material of the colliding body on the coefficient of restitution is significant at 5% level. An efficient separation of potato from clods and stones was achieved for the masses of greater than 60 g, and when the moisture content of the clods was 12 to 39%. The distribution pattern of potato tubers and clods on catch surface showed that the device could successfully be installed on the combines in Iran and it could be used to separate tubers from other materials efficiently using the coefficient of restitution. Keywords: Clod, Coefficient of restitution, Potato, Separation, Stone