تعیین رطوبت بهینه کمپوست جهت تولید پلت کودی با استفاده از اکسترودر

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری مکانیک ماشین‌های کشاورزی

2 دانشیار گروه مکانیک ماشین‌های کشاورزی

3 دانش‌آموخته کارشناسی ‌ارشد مکانیک ماشین‌های کشاورزی، پردیس ابوریحان، دانشگاه تهران

چکیده

متراکم­سازی و تهیۀ پلت یکی از راه­های مؤثر جهت استفادۀ بهینه، کاهش هزینۀ حمل و نقل، و افزایش صرفه اقتصادی در استفاده از کمپوست حاصل از زباله­های شهری است.  مقدار رطوبت کمپوست مهم­ترین عامل فیزیکی برای هر نوع ماشین تولید پلت است.  در این تحقیق مواد ابتدا با همزن ورزدهنده آماده و پس از آن جهت پلت کردن به اکسترودر تک­پیچ منتقل شدند.  آزمایش­ها در سطوح رطوبتی 35، 45، و 50 درصد اجرا و سرعت چرخش مارپیچ اکسترودر در 100، 150، 200، و 250 دور در دقیقه اجرا شد تا میزان رطوبت بهینه و تأثیر آن بر خصوصیات پلت­های کمپوست تعیین شود.  نتایج نشان
می­دهد که پارامترهای رطوبت کمپوست و سرعت چرخش مارپیچ اکسترودر و همچنین اثر متقابل آن‌ها، تأثیری معنی­دار بر دوام پلت­ها دارند به طوری­که افزایش مقدار رطوبت از 35 به 45 درصد باعث افزایش معنی­دار دوام از 86/35 به 29/78 درصد می­شود.  در کلیۀ سرعت­های مارپیچ اکسترودر، با افزایش رطوبت از 35 به 45 درصد میزان دوام پلت­ها به طور
معنی­دار افزایش می­یابد.  همچنین در همۀ سرعت­های پیچ اکسترودر، به جز 150 دور در دقیقه، پلت­های تولید شده با مقدار رطوبت 35 درصد، نسبت به پلت­های دارای 45 درصد رطوبت، استحکام بالاتری از خود نشان می­دهند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Optimum Moisture Content of Compost for Fertilizer Pellets Produced Using an Extruding Device

چکیده [English]

Agglomeration followed by pelleting is an efficient method to decrease transport costs and increase economic efficiency of composting municipal waste. The moisture content of compost is the most important parameter of the pellet making process for any type of manufacturing device. The experiments in this study were done at moisture contents of 35%, 45% and 50% at extruder shaft rotational speeds of 100, 150, 200 and 250 rpm. The materials were first processed using a mixer and kneading device then made into pellets using a single screw extruder. The durability of the pellets at different moisture contents were tested to determine the optimum moisture content and its effect on the properties of the pellets. The results showed that moisture content of the compost, rotational speed of extruder screw and the interaction of these parameters significantly affected the durability of the pellets. Durability increased from 35.86% to 78.29% as moisture content increased from 35% to 45% (w.b.). Durability was increased significantly at all rotational speeds as moisture content increased from 35% to 45% (w.b.). Increasing the moisture content produced no significant effect for the strength of the pellets at a rotational speed of 150 rpm. The strength was higher at 35% moisture content than for 45% moisture content.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Compost
  • durability
  • Extruder
  • Moisture content
  • Pellet
Adapa, P. K., Schoenau, G. J., Tabil, L. G., Sokhansanj, S. and Crerar, B. J. 2003. Pelleting of Fractionated Alfalfa Products. ASABE Paper No. 036069. American Society of Agricultural Engineers. Annual International Meeting. July. 27-30. Las Vegas. Nevada. USA.

Anon, 1995. ASTM E-11-70 (Part 41) and U.S. National Bureau of Standards Official Sieve Designations.

Anon. 1998. Pellets and Crumbles-Definitions and Methods for Determining Density, Durability and Moisture Content. ASAE Standards. S269.4 Cubes.

Anon. 2006. Animal Statistics. Ministry of Agriculture. Iran. (In Farsi)

Batacharya, S. C. Sett, S. and Shrestha, R. M. 1989. Division of Energy Technology. Energy Sources. In: State of the Art for Biomass Densification. Taylor and Francis Group. CRC press. New York.

Erickson S. and Prior, M. 1990. The Briquetting of Agricultural Wastes for Fuel. Food and Agricultural Organization (FAO). Environment and Energy. Rome. Italy.

Fielden, K.E. and Newton, J. M. 1992. Extrusion and Extruders. In: Swarbrick, J. and Boylan, J. C. (Eds.) Encyclopaedia of Pharmaceutical Technology. Marcel Dekker. New York.

Froix, M. F. and Goedde, A. O. 1976. The effect of temperature on the cellulose/water interaction from NMR relaxation times. Macromolecules. 9(3): 428-430.

Ghaebi, S. M. 2008. Determination of some physical and mechanical properties of Irainian apricot and its pit and kernel. M. Sc. Thesis. College of Abouraihan. University of Tehran. (in Farsi)

Hara, M. 2001. Fertilizer Pellets Made from Composted Livestock Manure. Food and Fertilizer Technology Center. Taiwan. Available at: http://www/agnet.org.

Kontny, M. J. and Zografi, G. 1995. Sorption of Water by Solids. In: Brittain, H. G. (ed.) Physical Characterization of Pharmaceutical Solids. Marcel Dekker Inc. New York.

Li, S. Z., Zhang, G. W., Li, Y. L. and Yang, Y. C. 2000. Discovery of granulite in the Mianxian–Lueyang suture zone, Mianxian area and its tectonic significance. Acta Petrol. Sin. 16(2): 220–226.

MacMahon, M. J. 1984. Additives for Physical Quality of Animal Feed. In: Beaven, D. A. (Ed.) Manufacturing of Animal Feed. Herts. England. Turret- Wheatland Ltd.

Masuda, H., Higashitani, K. and Yoshida, H. 2007. Handling and Operations, Process Instrumentation, and Working Hazards. CRC Press. USA.

McMullen, J., Fasina, O. O., Wood, C. W., Feng, Y. and Mills, G. 2004. Physical characteristics of pellets from poultry litter. ASAE/CSAE Meeting Presentation. Ottawa. Ontario. Canada.

Rosentrater, K. A., Muthukumarappan, K. and Kannadhason, S. 2009. Effect of ingrediants and extrusion parameters on properties of aquafeeds containing DDGS and corn starch. J. Aquacult. Feed Sci. Nutr. 1(2): 44-60.

Vahedian, E. 2003. Strength of materials (Translation). University Sciences Press. (in Farsi)

Young, J. H. and Nelson, G. L. 1967. Research of Hysteresis Between Sorption and Desorption Isotherms of Wheat. American Society of Agricultural and Biological Engineers. USA.

Zografi, G. 1988. States of water associated with solids. Drug Dev. Ind. Pharm. 14, 1905-1926.