إنتاج مصبعات رجیع الأرز باستخدام وحدة الکبس المستمر

شوغی, محمد إسماعیل; القویعی, عبدالفتاح عبدالرؤف; هنداوى, یاسر طلبة

doi:10.21608/mjae.2011.102612

إنتاج مصبعات رجیع الأرز باستخدام وحدة الکبس المستمر

نوع المستند : Original Article

المؤلفون

¹ باحث أول بمعهد بحوث الهندسة الزراعیة - مرکز البحوث الزراعیة بالدقی - الجیزة - مصر.

² باحث بمعهد بحوث الهندسة الزراعیة - مرکز البحوث الزراعیة بالدقی - الجیزة - مصر.

10.21608/mjae.2011.102612

المستخلص

یعتبر رجیع الأرز أهم منتج ثانوی لعملیة ضرب الأرز وینتج منه فی مصر حوالی 638000 طن سنویا Matouk et al. (2009). ورجیع الأرز یکون فى صورة مسحوق ناعم ذو کثافة منخفضة مما یجعل کفاءته التخزینیة منخفضة وکذلک تداوله بصورة حرة غیر اقتصادی حیث یسبب غبار کثیف وانسداد خطوط الإنتاج أثناء تداوله وتنخفض کفاءة تشغیل المعدات بالإضافة إلى صعوبة استخلاص الزیت منه بالمذیبات فى الصورة الحرة حیث تنخفض کفاءة الاستخلاص إلى 50%. ولتعظیم الاستفادة من رجیع الأرز یلزم تجمیعه فی صورة مصبعات حیث یسهل نقله و تخزینه هذا فضلا ً عن رفع کفاءة إستخلاص الزیت منه باستخدام المذیبات. ولذلک تم تعدیل آلة عصر بذور الزیت محلیة الصنع لإنتاج مصبعات رجیع الأرز حیث تم تعدیل فتحة تشکیل المصبعات وکذلک وحدة الضغط بالآلة واختبارها مع عوامل التشغیل المختلفة بغرض إنتاج مصبعات ذو جودة عالیة مع خفض استهلاک الطاقة.
أهداف البحث:

تعدیل واختبار آلة عصر بذور الزیت محلیة الصنع لإنتاج مصبعات رجیع الأرز لإستخدام هذه المصبعات فى إستخلاص الزیت منها بإستخدام المذیبات بکفاءة عالیة.
دراسة تأثیر عوامل التشغیل المختلفة مثل سرعة دوران البریمة (0.262، 0.524، 0.786 ، 1.05م/ث) ، قطر فتحة خروج المصبعات (6، 8 ، 10مم) ، المحتوى الرطوبى ( 11.1، 14.2 ، 16.1%) لنوعین من رجیع الأرز على إنتاجیة الآلة، والقدرة المستهلکة، والطاقة اللازمة لإنتاج المصبعات بالإضافة إلی جودة المصبعات مثل دلیل تحمل المصبعات للتصادم والصلابة.
استنباط النماذج الریاضیة التی توصف العلاقة بین تلک الخواص (کعوامل متغیرة) مع التغیر فى سلوکیات التشغیل (کعوامل مستقلة) لنوعی رجیع الأرز تحت الدراسة.

أهم النتائج:

أوضحت نتائج التحلیل الإحصائی وجود علاقة طردیة بین إنتاجیة الآلة وکل من سرعة البریمة وقطر فتحة خروج المصبعات بینما توجد علاقة عکسیة مع محتوى الرطوبة. ویوجد علاقة طردیة بین کل من الطاقة اللازمة لکل طن ، دلیل تحمل التصادم مع سرعة البریمة ومحتوى الرطوبة بینما توجد علاقة عکسیة مع قطر فتحة خروج المصبعات. وتوجد علاقة عکسیة بین الصلابة وکل من المحتوى الرطوبى وقطر فتحة الخروج بینما توجد علاقة طردیة مع سرعة البریمة لصنفی رجیع الأرز تحت الدراسة.
عند زیادة سرعة البریمة من 0.262 الى1.05م/ث أدى إلی زیادة إنتاجیة الآلة بنسبة 30.3، 35.4، 25.8% والطاقة المستهلکة لکل طن بنسبة 64.1، 56.7، 70.4%، ودلیل تحمل التصادم بنسبة 31.7، 23.5، 18.9 % ، والصلابة بنسبة 60.1، 84.4، 74.5% عند محتویات رطوبة لرجیع الأرز 11.1، 14.2 ، 16.1% (علی أساس رطب) علی الترتیب.
عند سرعة البریمة (0.786 م/ث) وقطر فتحة خروج المصبعات (10مم) انخفضت إنتاجیة الآلة بنسبة 10.2% وزادت الطاقة المستهلکة بنسبة 24.9% وزاد دلیل تحمل التصادم بنسبة 10.5% بینما انخفضت الصلابة بنسبة 24.3% عند تغیر المحتوى الرطوبی للرجیع الأبیض من 11.1 الى 16.1% علی الترتیب.
أوضحت النتائج نفس السلوک مع الرجیع الغامق مع جمیع المتغیرات تحت الدراسة ولکن زاد متوسط إنتاجیة الآلة ودلیل تحمل التصادم والصلابة بنسبة 12، 12.3، 65.2% بینما انخفض متوسط الطاقة المستهلکة بنسبة 8% عند تغیر المحتوى الرطوبی لرجیع الأرز الغامق من 11.4 الى 16.1%.
تم استنباط نماذج ریاضیة توصف التغیر فى أداء الآلة وجودة المصبعات نتیجة التغیر فى سرعة البریمة ،فتحة خروج المصبعات والمحتوى الرطوبى لنوعى رجیع الأرز تحت الدراسة یمکن أن تستخدم فى وصف التغیر فى أداء الآلة وجودة المصبعات عند الظروف المختلفة للتشغیل.

من هذه الدراسة یتضح إمکانیة تشکیل مصبعات رجیع الأرز بهذه الآلة المطورة بکفاءة عالیة بغرض استخلاص الزیت منها بالمذیبات بکفاءة عالیة، وکذلک یمکن أن تستخدم فى تصنیع مصبعات علف الحیوان والأسماک وکبس مخلفات المحاصیل کوقود ومخلفات مزارع الإنتاج الحیوانی کسماد عضوی.

الموضوعات الرئيسية

هندسة تصنیع المنتجات الزراعیة

المراجع

Abhay Sah, B. K.; D. Agrawal and L. S. Shukla (1983). Influence of pellet size on extraction rate of rice bran oil. JAOCS, 60(2): 465.

Al-Ashry, A.S. (1999). Development of a simple machine for expression of some oilseeds. Ph. D. Thesis Faculty of Agric. Minofia Univ., Egypt.

AOAC International (2003). Official methods of analysis of AOAC international (17th ed.). Gaithersburg, Massachusetts, USA: AOAC International.

ASAE Standard (2004). American Society of Agricultural Engineers – Standards, Engineering Practices, and Data. ASAE: St. Joseph, MI

Chevanan, N.; K. Muthukumarappan; K.A. Rosentrater and J. L. Julson (2007). Effect of die dimensions on extrusion processing parameters and properties of DDGS-based aquaculture feed. Cereal Chemistry, 84(4), 389–398.

Chevanan N.; K. A. Rosentrater and K. Muthukumarappan (2010). Effects of processing conditions on single screw extrusion of feed ingredients containing DDGS. Food Bioprocess Technology, 3:111–120.

Kaliyan N. and R.V. Morey (2007). Strategies to improve durability of switch grass briquettes. An ASABE paper number: 076182.

Kim, C.J.; S. M. Byum; H. S. Cheigh and T. w. Kwon (1987). Comparison of solvent extraction characteristics of rice bran pretreated by hot air drying, steam cooking and extrusion. JAOCS, 64(4): 514 -519.

Lam, C. D. and R. A. Flores (2003). Effect of particle size and moisture content on viscosity of fish feed. Cereal Chem, 80:20-24.

Matouk, A M.; M. M. El-Koly; M. El-Sadawy and Y. T. Hendawy (2009). Rice bran oil extraction using an expeller machine. Misr J. Ag. Eng., 26(1): 324-342.

Motthew, T. B. (2009). Stabilized rice bran. Animal Nutrition Division for NutraCea. Mbutler@nutracea.com. Item number: 120474490207.

Orthoefer, F. T.(2005). Rice Bran Oil. Bailey’s Industrial Oil and Fat Products, Sixth Edition, Six Volume Set. Edited by Fereidoo Shahidi. Copyright, John Wiley and Sons, Inc.

Shukla C. Y.; K. Muthukumarappan and J. L Julso. (2005). Effect of single screw extruder die temperature, amount of distillers dried grains with solubles (DDGS) and initial moisture content on extrudates. Cereal Chemistry: 82(1), 34–37.

Sokhansanj, S., S. Mani, X. Bi, P. Zaini and L. Tabil (2005). Binderless pelletization of biomass. Presented at the ASAE Annual International Meeting, July 17-20, 2005, Tampa, FL. ASAE Paper No. 056061. ASAE, 2950 Niles Road, St. Joseph, MI49085-9659USA.

Tangprawat, C. (2006). Determination of total lipid content and Gama-oryzanol in rice bran. M Sc. Thesis, Faculty of graduate studies. Mahidol University, Thailand.

Takeshita, Y. (1984). Model planning of overseas rice bran oil mill. Transactions of the KokushikanUniv. Dept. of Engineering. 17: 80-89.

Tumuluru, J. S.; L. Tabil; A. Opoku; M. R. Mosqueda and O. Fadeyi (2010). Effect of process variables on the quality characteristics of pelleted wheat distiller’s dried grains with soluble. Biosystems Engineering, 105(4): 466–475.

Uppal, S. L. (1984). Electricalpower. Published by 2-B Nath Market, Nai Srak, New Delhi, India.

Yasuhiko, T. and F. Iwata (1988). Recent technical advances in rice bran oil processing (II). About refining process. Transactions of the KokushikanUniv. Faculty of Engineering, 21: 118 - 124.