ارزیابی دو مکانیزم اعمال نیروهای فشاری و ضربه‌ای برای جداسازی کلاله از گل زعفران خشک شده

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 عضو هیأت علمی بخش تحقیقات فنی و مهندسی مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی خراسان رضوی

2 عضو هیات علمی مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی خراسان رضوی

چکیده

از مهمترین مشکلات زراعت زعفران، مکانیزه نبودن برداشت است.  نیاز به نیروی کار فراوان در دوره‌ای محدود برای برداشت زعفران باعث محدود شدن توسعة کشت این محصول استراتژیک و همچنین بالارفتن هزینه‌های تولید شده است.  یکی از روش‌های نگهداری گل زعفران، خشک کردن آن است تا در فرصت مناسب بتوان کلاله از گل را جدا کرد.  به‌منظور دستیابی به مکانیزاسیون مناسب برای جداسازی کلاله از گل‌های خشک شده، دو مکانیزم، یکی به‌کار بردن نیروهای فشاری و دیگری ایجاد ضربه برای جداسازی گل‌های زعفران خشک شده مورد ارزیابی قرار گرفت.  در این تحقیق گل‌های خشک شده با استفاده از غلتک‌های فشاردهنده و خورشیدی‌های ضربه‌زن تحت تأثیر نیروهای فشاری و ضربه‌ای قرار گرفتند و تأثیر آهنگ تغذیه در سه سطح (6/2، 6 و 7/8 گرم بر ثانیه)، سرعت دورانی برای غلتک‌های فشاردهنده در سه سطح (80، 200 و 300 دور در دقیقه) و خورشیدی‌های ضربه‌زن در سه سطح (500، 700 و 900 دور در دقیقه) و نوع گل خشک شده در سه سطح (غنچه، نیمه‌باز و کاملا باز)، بر درصد وزنی کلاله‌های جدا شده و کلاله‌های شکسته به‌صورت طرح آماری کاملا تصادفی در قالب آزمایش فاکتوریل و در سه تکرار بررسی شد.  نتایج نشان می‌دهد که درصد وزنی کلاله‌های جداشده در گل‌های باز و نیمه‌باز نسبت به گل‌های غنچه بالاتر است ولی میزان شکستگی کلاله‌ها در گل‌های غنچه تا 30 درصد کمتر است.  با افزایش سرعت دورانی استوانه‌ها، درصد وزنی کلاله‌های شکسته افزایش می‌یابد.  مشخص شد که ضربه‌زن‌های خورشیدی کارایی مناسب را برای جداسازی کلاله‌های گل‌های خشک شده زعفران ندارند تا آن­جا که میزان کلاله‌های جدا شده در کلیة تیمارها کمتر از 50 درصد به‌دست آمده است.  استفاده از غلتک فشارنده با سرعت دورانی 200 دور در دقیقه و آهنگ تغذیه 6 گرم بر ثانیه برای جداسازی کلاله از گل‌های خشک شده نیمه‌باز، مطلوب‌ترین شرایط را نتیجه به‌دست می‌دهد که موجب جداسازی 48/99 درصد کلاله‌ها می‌شود. 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Compaction and Impaction Forces from Loading Mechanisms for Separation of Stigmas from Dried Saffron Flowers

چکیده [English]

The separation of saffron stigmas from fresh flowers is the most important and the most difficult stage of saffron harvesting. Saffron production costs are high because this harvesting stage is done by hand and is very time-consuming. One way of preserving the saffron flower is to dry it. The separating of the stigma from dried saffron flowers can then be done at an appropriate time. This study investigated the separation of the stigmas from dried flowers. The compaction and impaction forces of the loading mechanisms were evaluated. The dried flowers were loaded using pressure rollers and finger drums to test compaction and impaction forces, respectively. The effect of feed rate (2.6, 6, 8.7 g/s), roller drum speed (80, 200, 300 RPM), finger drum speed (500, 700, 900 RPM) and stage of flower development (buds, partially-opened, fully-opened) were investigated on the percentage (wt) of stigmas separated and the percentage (wt) of broken stigmas. The results showed that the percentage of separated stigma in the fully-opened and partially-opened flowers was higher than in flower buds. The percentage of broken stigmas in the buds was 30% lower than for fully-opened flowers. The percentage of broken stigmas increased as the roller speed increased. The results suggested that the performance of finger drums was not satisfactory and that the percentage of separated stigmas was 50%. A pressure roller speed of 200 rpm and a feed rate of 6 g/s were the most favorable conditions for separation of stigmas from partially-opened flowers (99.48%). 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Compaction
  • Impaction
  • Saffron flower
  • Saffron stigma
  • Separation
Abrishamifar, S. 2006. Design and Development of Saffron Processing Machine. Report of Development of Sampler Machine. Khorasan Razavi Mechanization Office of Organization of Jihad-Agriculture.
(in Farsi)

Anon. 2010. Agricultural Statistical Bulletin. Ministry of Jihad-Agriculture. Province of Khorasan Razavi. (in Farsi)

Emadi, B. 2009. Separating Saffron flower parts using vertical air column. Proceeding of the World Academy of Science, Engineering and Technology. 37, 25-28.

Emadi, B. and Saeidirad, M. H. 2011. Moisture-dependent physical properties of Saffron flower. J. Agric. Sci. Tech. 13, 387-398.

Gracia, L., Vidal, C. and Gracia, C. 2009. Automated cutting system to obtain the stigmas of the Saffron flower. Biosyst. Eng. 104(1): 8-17.

Saeidirad, M. H. and  Javadi, A. 2011. Study on machine-crop parameters of cylinder threshers for cumin threshing. CIGR J. 13(2): 1-5.

Saeidirad, M. H. and Mokhtarian, A. 2011. The Hand Book of Saffron Production. Gholami Pub. (in Farsi)