تعیین مقاومت برشی ساقه و نیروی لازم برای کندن گل زعفران

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی سابق کارشناسی ارشد

2 استادیار گروه فنی کشاورزی پردیس ابوریحان دانشگاه تهران

3 استادیار بخش تحقیقات فنی و مهندسی کشاورزی و منابع طبیعی استان خراسان رضوی

4 دانشیار گروه فنی کشاورزی پردیس ابوریحان دانشگاه تهران

چکیده

مقاومت برشی، انرژی لازم برای برش به ازای واحد سطح، همچنین نیرو و انرژی مورد نیاز برای کندن گل­ پارامترهایی مهم در طراحی و توسعة مکانیزم­های برداشت هستند.  در این تحقیق تأثیر سرعت برش و زاویة تیزی تیغه بر مقاومت برشی و انرژی لازم برای برش به ازای واحد سطح ساقة زعفران(Crocus sativus L.)  در رطوبت­های مختلف برش تعیین شد.  تأثیر سرعت کندن گل و سطوح مختلف سن گیاه بر نیرو و انرژی مورد نیاز برای کندن گل زعفران نیز بررسی شد.  آزمایش­ها روی نمونه­های جمع­آوری شده از مزارع شهرستان کاشمر با استفاده از دستگاه کشش- فشار مواد بیولوژیک اجرا شد.  تحلیل داده­ها با استفاده از آزمایش­های فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی انجام شد.  نتایج نشان داد که اثر زاویة تیزی و سرعت برش بر مقاومت برشی و انرژی مورد نیاز برای برش به ازای واحد سطح در سطح احتمال 1 درصد معنی­دار است ولی اثر متقابل این عوامل معنی­دار نیست.  با افزایش زاویة تیزی از 17 به 24 درجه، مقاومت برشی از 130/0 به 190/0 مگاپاسکال و انرژی لازم به ازای واحد سطح برای برش ساقه از 305/0 به 443/0 میلی ژول بر میلی­متر مربع افزایش
می­یابد.  با افزایش سرعت برش از 20 به 200 میلی­متر بر دقیقه میانگین مقاومت برشی از 179/0 به 158/0 مگاپاسکال و انرژی لازم برای برش به ازای واحد سطح ساقة گل از 467/0 به 340/0 میلی ژول بر میلی­متر مربع کاهش می­یابد.  با افزایش بیشتر سرعت برش (از 200 به 500 میلی­متر بر دقیقه)، مقاومت برشی و انرژی لازم برای برش کاهش پیدا
نمی­کند و بنابراین زاویة تیزی 17 درجه و سرعت برش 200 میلی­متر بر دقیقه برای برش ساقه زعفران توصیه می­شود.  نتایج همچنین نشان می­دهد که با افزایش سرعت کندن از 50 تا 500 میلی­متر بر دقیقه، میانگین نیروی کندن از 339/0 به 459/0 نیوتن و مقاومت کششی از 169/0 به 229/0 مگاپاسکال و انرژی مصرفی به ازای واحد سطح از 473/0 به 914/1 میلی­ژول بر میلی­متر مربع افزایش می­یابد، اما اثر سن گیاه بر نیروی کندن، مقاومت کششی، و انرژی لازم برای کندن گل به ازای واحد سطح معنی­دار نیست.  داده­های به دست آمده از این تحقیق در طراحی و توسعة مکانیزم­های برداشت زعفران کاربرد دارد.

کلیدواژه‌ها


Abdullaev, F. I. 2004. Biomedical properties of saffron and its potential use in cancer therapy and chemoprevention trials. Cancer Det. Preven. 28(6):426-432.

Aghazari, F. 2003. Theraputic applications of different components of saffron. The 3rd National Congress of Iranian Saffron. Dec. 2-3. Mashhad. Iran. (in Farsi)

Amiri takdani, M. and Fazelinasab, B. 2003. Saffron and its medicinal properties. The 3rd National Congress of Iranian Saffron. Dec. 2-3. Mashhad. Iran. (in Farsi)

Chattopadhyay, P.S. and Pandey, K. P. 1998. Mechanical properties of sorghum stalk in relation to quasi-static deformation. J. Agric. Eng. Res. 73, 199-206.

Chegini, Gh. R. Hashemi-Fard, S. H. Kianmehr, M. H. and Khostagaza, M. H. 2008. Study of mechanical properties of chrysanthemum flower stem. The 5th National Congress on Agricultural Machinery Engineering and Mechanization. Aug. 28-29. Mashhad. Iran. (in Farsi)

Chen, Y., Gratton, J. L. and Liu, J. 2004. Power requirements of hemp cutting and conditioning. Biosys. Eng. 87(4): 417-424.

Hashemifard Dehkordi, S. H. and Chegini, Gh. R. 2008. Determining the shear strength and picking force of rose flower (Rosa hybrids). The 5th National Congress on Agricultural Machinery Engineering and Mechanization. Aug. 28-29. Mashhad. Iran. (in Farsi)

Kafi, M., Rashed, M. H., Koocheki, A. and Mollafilabi, A. 2002. Saffron: Production Technology and Processing. Center of Excellence for Agronomy (Special Crops). Faculty of Agriculture, Ferdowsi University of Mashhad. Iran. (in Farsi)

Khazaei, J., Rabani, H. and Golbabaei, F. 2002. Determining the shear strength and picking force of pyrethrum flower. Iranian J. Agric. Sci. 33(3): 433-444. (in Farsi)

Kushwaha, R. L., Vashnav, A. S. and Zoerb, G. C. 1983. Shear strength of wheat straw. Canadian Agric. Eng. 25(2): 133-142.

Marzban Ghiyasabadi, A. Khadem-alhosseini, N. and Mosta’n, A. 2006. Investigation of cutting properties of date leaf in relation to mechanization. The 4th National Congress on Agricultural Machinery Engineering and Mechanization. Aug. 29-30. Tabriz. Iran. (in Farsi)

McRandal, D. M. and McNulty, P. B. 1980. Mechanical and physical properties of grasses. Trans. ASAE. 23(4): 816-821.

Persson, S. 1987. Mechanics of Cutting Plant Material. ASAE Pub. USA.

Prasad, J. and Gupta, C. B. 1975. Mechanical properties of maize stalks as related to harvesting. J. Agric. Eng. Res. 20(1): 79-87.

Tabatabaee Koloor, R., Borghaie, A. M., Alimardani, R., Rajabipoor, A., Mobli, H. and Allameh, A. R. 2005. Investigating the effect of velocity and blade bevel angle on stem shear strength of different rice varieties. J. Agric. Eng. Res. 6(3): 99-112. (in Farsi)

Yiljep, Y. D. and Mohammed, U. S. 2005. Effect of velocity on cutting energy during impact cutting of sorghum stalk. Agric. Eng. Int. CIGR Ejournal.