دانشگاه تبریز نشریه مکانیزاسیون کشاورزی 2383-126X 7 4 2022 12 22 Investigating the Composition of Sugarcane Bagasse and Rice Straw Biomass with Natural Binders on the Mechanical and Thermal Properties of Fuel Pellets بررسی ترکیب زیست‌توده‌های باگاس نیشکر و کاه برنج با مواد پیونددهنده‌ طبیعی بر خصوصیات مکانیکی و حرارتی پلت‌های سوختی 1 10 16160 10.22034/jam.2023.16160 FA حسین صادقی مکانیک بیوسیستم، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری رضا طباطبائی کلور دانشگاه کشاورزی و منابع طبیعی ساری علی متولی مهندسی بیوسیستم، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری Journal Article 2022 10 30 Biomasses are one of the major sources of renewable energy and suitable alternatives to fossil fuels. An application for biomass energy is fuel pellets which are made from agricultural waste, plant residues and manure, are compacted and contain higher energy per unit of volume. In this research, different proportions of pellets were prepared from two types of rice straw biomass and sugarcane bagasse (25%, 50%, 75% and 100%) and their combination with natural binders (frankincense, Arabic gum, eremurus) at three levels (5%, 10%, 15%). The effect of these variables were investigated on the density, fracture resistance, stability and calorific value of the manufactured fuel pellets. The comparison of results means showed that the optimum proportion for fuel pellet production is a combination of 75% sugarcane bagasse and 25% rice straw, which combined with the frankincense natural binder. This proportion has the highest failure strength, durability, and heating value at 15% binder level. یکی از منابع مهم انرژی‌های تجدیدپذیر زیستتودهها هستند که جایگزین مناسبی برای سوختهای فسیلی به‌شمار میروند. پلتهای سوختی یکی از موارد استفاده از انرژی زیستتودهها هستند که از پسماند کشاورزی، بقایای گیاهان و فضولات حیوانات ساخته شده و سبب تولید انرژی بیشتر در واحد حجم میشوند. در این پژوهش، اثر نسبتهای مختلف دو نوع زیستتوده کاه برنج و باگاس نیشکر (25%، 50%، 75% و 100%) و ترکیب آنها با پیونددهندههای طبیعی (کندر، صمغ عربی، سریش) در سه سطح (5% ، 10% ، 15%)، بر چگالی، مقاومت شکست، پایداری و ارزش حرارتی پلتهای سوختی ساخته شده، مورد تحلیل و بررسی قرار گرفت. نتایج مقایسه میانگین دادهها نشان داد که بهترین تیمار انتخاب شده به‌منظور ساخت پلت سوختی، ترکیبی از باگاس نیشکر و کاه برنج با نسبت ترکیب 75% باگاس نیشکر و 25% کاه برنج است که این تیمار در ترکیب با پیونددهنده طبیعی کندر در سطح 15% دارای بالاترین میزان مقاومت شکست، پایداری و ارزش حرارتی است.

https://jam.tabrizu.ac.ir/article_16160_99b9550972eb315ea5ef4753f2209e13.pdf

دانشگاه تبریز نشریه مکانیزاسیون کشاورزی 2383-126X 7 4 2023 05 13 Analysis of the Factors Affecting Field Waste from Sugarcane Harvesting تحلیل عوامل مؤثر بر ضایعات مزرعه‌ای حاصل از برداشت نیشکر 11 15 16161 10.22034/jam.2023.16161 FA علی کعب گروه مهندسی ماشین‌های کشاورزی، دانشکدگان کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران حسن قاسمی مبتکر گروه مهندسی ماشین‌های کشاورزی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تهران، کرج، ایران ناهید طاهرزاده شالمائی گروه مهندسی ماشین‌های کشاورزی، دانشکدگان کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران Journal Article 2023 01 10 The aim of this study was to investigate the amount of sugarcane losses during harvesting at the Imam Khomeini Sugarcane Agro-Industrial Company located in the Shoaibiyeh region. Analytical hierarchy process was used to prioritize the factors affecting the level of losses. The statistical results obtained from measuring the losses showed a direct relationship between the age of the farm and the amount of sugarcane losses during harvesting. This relationship was examined with an accuracy of one percent. Additionally, using the recorded information, four effective criteria along with 23 sub-criteria were considered. Questionnaires based on pairwise comparisons were prepared and completed by agriculture and industry officials to determine the weights of the criteria and sub-criteria. Based on the obtained weights of the criteria, the lack of skilled and expert human resources (operator skills) (0.426), improper farm management (0.368), improper crop harvesting management (0.229), and the lack of adjustment of harvesting machines and improper technical management (0.076) were ranked in order. Improper control and management of the sugarcane transportation basket (0.194), insufficient training for operators (0.176), and the lack of placement of the product (plant deployment) on the cultivation surface (0.148) were the three most important sub-criteria based on their highest weights. After calculating the amount of sugarcane losses, the revenue obtained from the losses was estimated. This was calculated for all the farms studied in this research, and the economic results showed that the average income obtained from sugarcane losses was equivalent to 123.70 $ ha-1. هدف از این پژوهش، بررسی میزان ضایعات حاصل از برداشت نیشکر در شرکت کشت و صنعت نیشکر امام خمینی (ره) واقع در منطقه شعیبیه بود. برای الویت‌بندی عوامل مؤثر بر میزان ضایعات از فرآیند تحلیل سلسله مراتبی استفاده شد. نتایج آماری حاصل از اندازه‌گیری ضایعات نشان می‌دهد که بین سن مزرعه و میزان ضایعات حاصل از برداشت نیشکر رابطه مستقیمی وجود دارد. این رابطه با دقت یک درصد بررسی شده است. همچنین با استفاده از اطلاعات ثبت شده، چهار معیار مؤثر به همراه 23 زیرمعیار در نظر گرفته شد. برای تعیین وزن معیارها و زیرمعیارها، پرسشنامه‌هایی بر مبنای مقایسه‌های زوجی تهیه و توسط مسئولین کشت و صنعت تکمیل گردید. با توجه به وزن‌ به‌دست آمده در معیارها، کمبود نیروی انسانی متخصص و ماهر (مهارت اپراتور) (426/0)، عدم مدیریت صحیح مزرعه (368/0)، عدم مدیریت صحیح برداشت محصول (229/0)، تنظیم نبودن دستگاه‌های برداشت و عدم مدیریت صحیح فنی (076/0)؛ به‌ترتیب رتبه‌بندی شدند. کنترل و هدایت نادرست سبد حمل نی (194/0)، فقدان آموزش کافی برای اپراتورها (176/0) و عدم قرار گرفتن محصول (استقرار گیاه) روی سطح کشت (148/0)، سه زیرمعیار مهم با توجه به بیشترین وزن به‌دست آمده می‌باشند. به‌دنبال محاسبه میزان ضایعات حاصل از برداشت نیشکر به برآورد درآمد حاصل از ضایعات پرداخته شد. این مورد برای تمام مزرعه‌های مورد بررسی در این مطالعه محاسبه گردید و نتایج اقتصادی نشان داد میانگین درآمد حاصل از ضایعات نیشکر معادل 70/123 دلار به ازای هر هکتار می‌باشد.

https://jam.tabrizu.ac.ir/article_16161_74f6ca51bb674a4dc0cb86ad56c2c4c4.pdf

دانشگاه تبریز نشریه مکانیزاسیون کشاورزی 2383-126X 7 4 2023 05 13 Investigating the Effect of Superabsorbent on Compaction Behavior of Soil Using Confined Compression Test بررسی اثر سوپرجاذب بر روی رفتار تراکمی خاک با استفاده از آزمایش فشردگی محصور 27 33 16162 10.22034/jam.2023.16162 FA نازنین شریفی گروه مهندسی بیوسیستم دانشکده کشاورزی دانشگاه بوعلی سینا همدان مجتبی جابری معز گروه مهندسی بیوسیستم، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بوعلی سینای همدان، همدان، ایران Journal Article 2022 10 20 Agricultural soils improvement and amendment has an inevitable importance. Implementing new tillage methods and using some additives such as superabsorbent, in order to optimally use water in rainfed farms to increase the yield of crops, has particular importance in this relation. Superabsorbent polymers are organic compounds that can absorb water several times their volume or weight without changing their physical structure. This research aims to investigate pre-compaction stress as a measure of the resistance of soil compaction in the presence of superabsorbent polymers. In this research, the pre-compaction stress was determined using the confined compression test (CCT). The factorial experiment was carried out in the form of a completely random design with three replications on the samples with humidity of 15% and 10% and density of 1.4, 1.5, and 1.6 at five levels of 0, 1, 2, 3, and 4 grams of polymer per kilogram of soil. The results of the tests showed that with the increase in the amount of superabsorbent, pre-compaction stress and compaction index increased. The maximum effective amount of superabsorbent is three percent by weight, which creates moisture suitable for agricultural products. In both humidity of 10 and 15%, the highest pre-compaction stress was equal to 2.8. اصلاح و بهسازی خاک‌ها به‌عنوان امری اجتناب ناپذیر نقش مهمی در کشاورزی دارد و اجرای روش‌های نوین خاک‌ورزی و افزودن برخی از مواد افزودنی نظیر سوپرجاذب، به‌منظور استفاده بهینه از آب در کشاورزی دیم برای افزایش عملکرد محصولات زراعی از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. پلیمرهای سوپرجاذب ترکیباتی آلی هستند که قادرند تا چندین برابر حجم یا وزن خود آب جذب کنند بدون آن که ساختار فیزیکی آن‌ها تغییر کند. هدف از این تحقیق بررسی تنش پیش-تراکمی به‌عنوان معیاری از مقاومت به تراکم خاک در حضور پلیمرهای سوپرجاذب است. در این پژوهش، تنش پیش-تراکمی با استفاده از آزمایش فشردگی محصور(CCT) تعیین گردید. آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی و با سه تکرار روی نمونه‌های با رطوبت 15 % و 10 % و چگالی4/1، 5/1 و 6/1 در پنج سطح 0، 1، 2، 3 و 4 گرم پلیمر در هر کیلو‌گرم خاک انجام گرفت. نتایج آزمایشات نشان داد که با افزایش مقدار سوپرجاذب، تنش پیش-تراکمی و شاخص تراکم افزایش یافته و بیشترین مقدار تاثیرگذاری سوپرجاذب در سه درصد وزنی آن است که رطوبت مناسب برای زراعت را ایجاد می‌کند. در هر دو رطوبت 10 و 15 درصد بیشترین تنش پیش-تراکمی معادل 8/2 بود.

https://jam.tabrizu.ac.ir/article_16162_7b06bf285ad7dcd5b539c29d453c703f.pdf

دانشگاه تبریز نشریه مکانیزاسیون کشاورزی 2383-126X 7 4 2023 05 13 Feasibility Study of Using Cow Dung to Generate Electricity for Agricultural Sector in Mashhad County and its Impact on Decreasing Environmental Pollutions in 2035 امکان‌سنجی استفاده از فضولات جامد گاوی برای تولید برق در بخش کشاورزی شهرستان مشهد و تأثیر آن بر کاهش آلاینده‌های محیط زیست در افق 1414 شمسی 35 42 16163 10.22034/jam.2023.16163 FA سیدحنیف‌رضا معتمدالشریعتی دانش آموخته گروه مهندسی بیوسیستم دانشکده ی کشاورزی دانشگاه تهران حسین مبلی عضو هیئت علمی دانشگاه تهران محمد شریفی دانشگاه تهران سعید ظریف نشاط دانشیار گروه ماشینهای کشاورزی و مکانیزاسیون مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی خراسان رضوی Journal Article 2022 12 07 Today's energy-intensive human life, caused investigating different sources of energy supply. It is extremely important to use renewable energy sources to generate scattered electricity, due to the high cost of electricity transmission lines, and also necessity of pollution reduction and environmental protection. One of the sustainable energy resources is biomass, which cow dung is a subset of it. In this study, the number of the cows in the Mashhad County were estimated. Also, the electricity consumption in agricultural sector of Mashhad County was estimated for the year 2035. Finally, according to the available energy from cow dung, the possible energy supply was calculated for agricultural sector of the region. Electricity production from cow dung and energy needed in agricultural sector for Mashhad was estimated to be 6797 and 12342019 MWh, in 2035, respectively. Therefore, the amount of energy from cow dung is less than 0.1 percent of the energy needed. This source of energy (cow dung) is recommended for producing thermal use or scattered electricity. The use of other sources of biomass could be a solution to provide some part of energy demand from clean resources. زندگی انرژی‌بر بشر امروزی باعث شده است تا منابع مختلف تأمین انرژی مورد بررسی و استفاده قرار بگیرند. استفاده از منابع انرژی تجدیدپذیر برای تولید پراکنده‌ برق با توجه به هزینه بر بودن احداث خطوط انتقال برق در نقاط دور دست که دسترسی به آن‌ها دشوار است، همچنین حفظ محیط زیست و کاهش آلودگی، اهمیت فراوانی دارد. یکی از این منابع، زیست توده (بیوماس) است که فضولات جامد گاوی یکی از زیر مجموعه‌های آن است. در این تحقیق ابتدا تعداد گاوهای شهرستان مشهد تخمین زده شد. سپس میزان برق‌ مصرفی در بخش کشاورزی، برای 1414 شمسی تخمین زده شد. در نهایت با توجه به انرژی قابل استحصال از فضولات جامد گاوی، سهم تأمین انرژی بخش کشاورزی به‌دست آمد. برای شهرستان مشهد، در سال 1414 تولید برق از فضولات جامد گاوی حدود 6797 مگاوات‌ساعت و انرژی مورد نیاز برای بخش کشاورزی 12342019 مگاواتساعت تخمین زده شد که تأمین انرژی با کمک فضولات جامد گاوی کمتر از یک دهم درصد انرژی مورد نیاز است. لذا بهتر است از این منبع انرژی در تولید حرارت مورد نیاز و یا تولید پراکنده‌ برق استفاده شود و سایر منابع زیست توده نیز برای تأمین انرژی، مورد بررسی و استفاده قرار گیرند.

https://jam.tabrizu.ac.ir/article_16163_8d1e1ca876c2e2d384f8ede7a3682df7.pdf

دانشگاه تبریز نشریه مکانیزاسیون کشاورزی 2383-126X 7 4 2023 05 13 The Effect of Ultrasonic Pretreatment on Drying Kinetics, Effective Moisture Diffusivity and Color of Apricot Slices تأثیر پیش‌تیمار امواج فراصوت بر روی سینتیک خشک‌کردن، نفوذ رطوبت مؤثر و رنگ برگۀ زردآلو 43 52 16164 10.22034/jam.2023.16164 FA ابوالفضل آخوندزاده یامچی گروه مهندسی بیوسیستم، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران عادل حسین پور دانشگاه تبریز مازیار فیض اله زاده گروه مهندسی بیوسیستم، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران Journal Article 2022 12 05 Iran is the second largest producer of apricots in the world and study of drying methods of this fruit is necessary to reduce the corruptibility. In this study, the effects of ultrasonic pretreatment and thickness of apricot slices on drying kinetics in a hot air dryer were investigated. The effect of ultrasonic pretreatment at three levels of 10, 20 and 30 min and thickness at three levels of 3, 5 and 10 mm on drying time, modeling, effective moisture diffusivity and color changes during apricot drying process were studied. The results indicated that increasing the duration of pretreatment and decreasing the sample thickness increase the drying rate and decrease its duration. In the treated samples, the highest drying time with 300 min was for 10 mm thickness-control samples and the shortest time with 40 min was for 3 mm slices under 30 min ultrasonic pretreatment. Midilli model had the best fitting with the experimental data. 30 min ultrasonic pretreatment for 10 mm thickness samples and the control sample with 3 mm thickness, with 2.62×10-7 and 2.99 × 10-8 m2/s had respectively the highest and lowest effective moisture coefficient. Ultrasonic wave did not affect the color of the samples but the color change index (ΔΕ) for the control samples was occurred due to the chemical reactions such as Millard reaction between sugars and proteins and the formation of Melanoidins. ایران از نظر تولید زردآلو در جهان، مقام دوم را دارد و مطالعه روش‌های خشک‌کردن این میوه برای کاهش فسادپذیری ضروری می‌‌باشد. در این پژوهش تأثیر پیش‌‌تیمار فراصوت و ضخامت برگه‌‌های زردآلو روی سینتیک خشک‌شدن زردآلو در یک خشک‌‌کن هوای گرم بررسی شد. تاثیر پیش‌‌تیمار فراصوت در سه سطح 10، 20 و 30 دقیقه و ضخامت در سه سطح 3، 5 و 10 میلی‌‌متر بر زمان خشک‌شدن، مدلسازی، ضریب پخش رطوبت و تغییرات کلی رنگ در طی فرآیند خشک‌شدن زردآلو بررسی گردید. نتایج نشان‌‌داد افزایش مدت زمان اعمال پیش‌‌تیمار و کاهش ضخامت نمونه موجب افزایش سرعت خشک‌شدن و کاهش مدت‌‌ زمان آن می‌‌گردد. بیشترین زمان خشک‌شدن مربوط به نمونه‌‌ با ضخامت 10 میلی‌‌متر شاهد با 300 دقیقه و کمترین زمان خشک‌شدن متعلق به نمونه با ضخامت 3 میلی‌‌متر تحت پیش‌‌تیمار فراصوت 30 دقیقه با 40 دقیقه بود. مدل میدلی بهترین برازش را با داده‌های تجربی داشت. نمونه دارای ضخامت 10 میلیمتر پیش تیمار فراصوت شده به مدت 30 دقیقه و نمونه 3 میلی‌‌متر شاهد به‌ترتیب با 7-10×62/2 و 8-10×99/2 مترمربع بر ثانیه دارای بیشترین و کمترین ضریب پخش رطوبت بودند. امواج فراصوت روی تغییر رنگ نمونه‌ها به‌دلیل ماهیت فیزیکی این امواج تأثیر نداشته و اختلاف شاخص تغییرات کلی رنگ (ΔΕ) با نمونه شاهد ناشی از انجام واکنش‌های شیمیایی رنگ‌زا مثل واکنش میلارد بین قندها و پروتئین‌ها و تشکیل ملانوئیدین‌‌ها است.

https://jam.tabrizu.ac.ir/article_16164_f93c2e3466c2f1069d32257a24c08720.pdf

دانشگاه تبریز نشریه مکانیزاسیون کشاورزی 2383-126X 7 4 2023 05 13 Investigation of Different Tillage Methods on some Machine and Soil Parameters in Temperate Climate Regions بررسی تأثیر روش‌های مختلف خاک‌ورزی روی عملکرد ماشین و خصوصیات خاک در اقلیم معتدل 53 64 16165 10.22034/jam.2023.16165 FA سعید ظریف نشاط بخش تحقیقات فنی و مهندسی مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی خراسان رضوی، سازمان تحقیقات ، آموزش و ترویج کشاورزی، مشهد، ایران محمدحسین سعیدی راد بخش تحقیقات فنی و مهندسی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان خراسان رضوی، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، محمود صفری بخش تحقیقات ماشین‌های کشاورزی و مکانیزاسیون، موسسه تحقیقات فنی و مهندسی کشاورزی، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی کرج، ایران Journal Article 2022 12 20 The effect of no tillage, conservation and conventional tillage were investigated on some characteristics of soil and machine. This study was conducted in a split plot design with three main treatments, three sub-treatments and three replications. The treatments consisted of soil tillage methods in three levels: conventional tillage, minimum tillage and no tillage in the main plots and the amount of plant residues in three levels including: without residues, retaining 30 percent and 60 percent of residues in the subplots. The results showed that no tillage and minimum tillage, significantly, reduce fuel consumption (by a maximum of 76% and 60% reduction compared to the conventional method, respectively). A significant reduction in the maximum operating time by 81% and 59% was seen. The reduction of mechanical power used in land preparation and planting operations was at most 66% and 23%, and the reduction of the amount of plant residues returned to 82% and 39%, respectively. The conventional tillage method compared to minimum tillage and no tillage, significantly, reduced the diameter of the soil clods by 21% and 35%, and increased the seed germination rate of seeds by a maximum of 2% and 5%. The soil tillage methods and amount of residues have a significant effect on the soil penetration resistance. در این پژوهش، اثر روش‌های بی خاک‌ورزی، کم ‌خاک‌ورزی و خاک‌ورزی مرسوم بر بعضی خصوصیات خاک و ماشین در تناوب گندم- جو- پنبه- گندم در اقلیم معتدل استان خراسان رضوی بررسی گردید. این پروژه به مدت سه سال در قالب آزمون کرت‌های خردشده بر پایه طرح پایه بلوک‌های کامل تصادفی با سه تیمار اصلی، سه تیمار فرعی و در سه تکرار در ایستگاه تحقیقات کشاورزی گناباد اجرا شد. تیمارهای آزمایش شامل روش‌های خاک‌ورزی در سه سطح شامل؛ خاک‌ورزی مرسوم، کم خاک‌و‌رزی و بی خاک‌ورزی در کرت‌های اصلی و مقدار بقایای گیاهی در سه سطح شامل: بدون بقایا، حفظ 30 درصد بقایا و 60 درصد بقایا در کرت‌های فرعی بود. مشخصه‌های مورد اندازه‌گیری شامل جرم مخصوص ظاهری خاک، فشردگی خاک (شاخص مخروط خاک)، میانگین وزنی قطر کلوخه ، هم‌چنین عوامل مرتبط با ماشین شامل درصد برگردان شدن بقایای گیاهی، توان مصرفی مکانیکی، مصرف سوخت و کل زمان انجام عملیات بود. نتایج این پژوهش نشان داد که روش‌های بی خاک‌ورزی و کم خاک‌ورزی در مقایسه با خاک‌ورزی مرسوم باعث کاهش مصرف سوخت، کاهش زمان انجام عملیات، کاهش توان مکانیکی صرف شده در عملیات تهیه زمین و کاهش میزان برگردانده شدن بقایای گیاهی شدند. روش خاک‌ورزی مرسوم نسبت به کم خاک‌ورزی و بی خاک‌ورزی باعث کاهش معنی‌دار قطر کلوخه شد. تأثیر روش‌های خاک‌ورزی بر مقاومت به نفوذ خاک در عمق 15-0 سانتی‌متری معنی‌دار شد ولی در عمق 30-15 سانتی‌متری معنی‌دار نگردید.

https://jam.tabrizu.ac.ir/article_16165_c6e948ae078ab007e894f575352c353b.pdf