طراحی، ساخت و ارزیابی جدا ساز هلیس- فشاری کودهای دامی
چکیده
در اکثر گاوداری های صنعتی، برداشت و جمع آوری کود به صورت مایع و یا دوغاب به دلیل افزایش تعداد دام و تشدید فعالیت ها و نیز استفاده از کودهای دامی دوغابی در طرح های تولید بیوگاز، انجام می شود. لذا گاوداری ها نیاز به مدیریتی مدرن و کارا در زمینه های زیست محیطی، اقتصادی و مدیریت کود دارند، زیرا دوغاب کودهای گاوی در صورت ذخیره سازی و مدیریت نامناسب، می تواند مشکلات زیست محیطی از قبیل نشت شیرابه های کود به زمین و آلودگی منابع آب، انتشار گازهای متان و دی اکسید کربن در جو، تولید بوی آزار دهنده و مگس و ... ایجاد کند. افزون بر این، هزینه کارگری بالایی برای حمل و نقل کودهای دوغابی لازم است. یکی از روش های مناسب مدیریت کودهای دوغابی، جداسازی بخش جامد و مایع توسط دستگاه های جداساز است. در این پژوهش یک دستگاه جداساز مارپیچ- فشاری با ظرفیت حجمی m^314 در روز برای جداسازی کودهای دامی طراحی و ساخته شد. برای این منظور برخی از خواص فیزیکی و رئولوژیکی کود مانند درصد مواد جامد (ts%)، چگالی، توزیع اندازه ذرات، گرانروی، فشار لازم برای آبگیری و نیز ضرایب اصطکاک استاتیکی و زاویه پایداری کود جامد جداساز اندازه گیری شد. قسمت عمده طراحی اختصاص به مارپیچ فشارنده داشت. نسبت طول به قطر (5/4=l/d)، قطر مارپیچ (mm 160)، سرعت دورانی (rpm 30)، زاویه هلیس (14 درجه) و ارتفاع باله ها (mm40) تعیین گردید. پس از طراحی مارپیچ ، تحلیل تنش آن با نرم افزار abaqus انجام شد. یک مکانیزم چهار میله ای برای کنترل فشار اعمالی به کود برای آبگیری طراحی شد و نتایج آن با نرم افزار adams تطبیق داده شد. دستگاه پس از ساخت، به گاوداری لورک دانشگاه صنعتی اصفهان منتقل و راه اندازی شد. بیشینه ظرفیت عبوردهی دستگاه برای کود با غلظت 14 ts%، برابر با kg/h 5/557 بود. به منظور تعیین شرایط کاری بهینه و توصیه شده جداساز، اثر سه متغیر غلظت کود ورودی، فشار اعمالی و سرعت مارپیچ بر راندمان درصد جذب مواد جامد و درجه خشکی کود جامد خروجی در یک طرح آماری فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی ارزیابی شد. اثرات متقابل سه گانه متغیرها بر هر دو راندمان به ترتیب در سطح احتمال 1 و 5 درصد معنادار شد. افزایش غلظت کود ورودی و فشار اعمالی باعث افزایش درجه خشکی کود می شود، اما درصد جذب مواد جامد را کاهش می دهد. حالت بهینه از مصالحه بین دو راندمان برای غلظت20 ts% و فشار با وزنه های تعادلی kg 6 بر دریچه و سرعت rpm30 بدست می آید.