طراحی، ساخت و ارزیابی مدل آزمایشی دستگاه درجه بند غلتکی مغز بادام
چکیده
بادام یکی از مهم ترین و عمده ترین محصولات باغی کشور است که علاوه بر مصرف داخلی، همه ساله بخشی از آن نیز به خارج از کشور صادر می شود. ایران به روایت آمار و ارقام سازمان خواربار جهانی (fao)، سومین تولید کننده عمده محصول بادام پس از امریکا و اسپانیا در جهان است. علیرغم این جایگاه فوق العاده در تولید محصول بادام، متأسفانه به علت وجود ضعف در صنعت فرآوری، کشور ایران هنوز نتوانسته است به جایگاه شایسته خود در عرصه جهانی دست پیدا کند. مغز بادام از جمله محصولاتی است که پیش از بسته بندی برای صادرات، بایستی به طور صحیحی از نظر اندازه درجه بندی شود. از دیدگاه جهانی، مبنای قیمت گذاری مغز بادام همین اندازه بندی است. بر این اساس هدف از پژوهش حاضر، امکان سنجی استفاده از دستگاه اندازه بند غلتکی، برای اندازه بندی مغز بادام است. برای دستیابی به این هدف، ابتدا خواص فیزیکی و مکانیکی سه رقم از مهم ترین مغز بادام های تولیدی استان چهارمحال و بختیاری – به عنوان یکی از قطب های اصلی تولید بادام ایران – بر روی سه جنس سطح تفلون، فولاد پرداخت شده و چوب چنار، مورد آزمایش و بررسی قرار گرفت. بر مبنای خواص فیزیکی و مکانیکی بدست آمده، بهترین سطح رطوبت اندازه بندی مغز بادام و بهترین جنس سطحی که علاوه بر داشتن ضریب اصطکاک مناسب، مانع از آسیب دیدن مغزها در حین فرآوری شود شناسایی شده و برای ساخت قسمت های مرتبط دستگاه، استفاده شد. ارزیابی های انجام شده روی دستگاه نشان داد که پارامترهای تأثیر گذار بر نحوه کار دستگاه اندازه بند غلتکی مغز بادام، پارامترهای شیب و سرعت دورانی غلتک ها و نرخ تغذیه محصول می باشند. نتایج حاصل از آزمایش ها نشان داد که با افزایش شیب و سرعت دورانی غلتک ها و دبی تغذیه تا حد مشخصی، شاخص های بازده وزنی جداسازی و ظرفیت کاری دستگاه افزایش و شاخص متوسط ناخالصی نسبی آن کاهش می یابد و افزایش یا کاهش بیش از حد هر یک از پارامترهای ورودی، بر روی عملکرد دستگاه اثر نامطلوب می گذارد. بر همین اساس برای تشخیص نقطه کاری بهینه دستگاه، آزمایش های بهینه سازی به روش رویه پاسخ روی دستگاه انجام شده و نقاط کاری بهینه برای بازده وزنی جداسازی، ظرفیت کاری دستگاه و متوسط ناخالصی نسبی آن پیشنهاد شد. نتایج حاصل از آزمایش های بهینه سازی نشان داد که دستگاه اندازه بند غلتکی مغز بادام در دبی ورودی [kg/8h] 1200، شیب 5/10 درجه و سرعت دورانی [rpm] 5/107، می تواند با متوسط ناخالصی نسبی ای در حدود 19%، به بازده وزنی 78% و ظرفیت کاری 920 کیلوگرم در یک شیفت کاری 8 ساعته دست یابد. همچنین محاسبات صورت گرفته برای تعیین میزان توان مورد نیاز برای کار دستگاه، نشان داد که در مقایسه با دستگاه های ارتعاشی موجود در سطح بازار، توان مورد نیاز برای راه اندازی دستگاه حاضر بسیار کمتر می باشد. به طوری که حتی توان مورد نیاز دستگاه اندازه بند غلتکی در مقیاس صنعتی نیز از نمونه های صنعتی دستگاه های ارتعاشی در حال استفاده در سطح بازار بسیار کمتر است. همچنین مشاهدات و نتایج ارزیابی دستگاه نشان داد که میزان صدمات دستگاه اندازه بندی مغز بادام ساخته شده، بسیار اندک و نزدیک به صفر است که این یکی از نقاط قوت عمده دستگاه ساخته شده جدید می باشد. در نهایت نتیجه کار دستگاه، توسط تابع اندازه بندی، با اندازه بندی دستی انجام شده توسط کارگران خبره محلی مورد مقایسه قرار گرفت که نتایج حاکی از رضایت بخش بودن کار دستگاه بود.