الخصائص الطبيعية والميكانيكية للمواد المركبة لتحسين نسب خليط الأصص الزراعية عبر منهج TOPSIS-Taguchi

نوع المستند : Original Article

المؤلف

قسم هندسة النظم الزراعیة والحیویة ، کلیة الزراعة ، جامعة بنها ، مشهور ، طوخ ، القلیوبیة ، مصر

المستخلص

إن الهدف الرئيسي من هذه الدراسة هو تحديد الخواص الفيزيائية والميكانيكية للمواد المركبة اعتمادا على أنواع من مواد خام مختلفة  مثل تفل قصب السكر والسماد العضوى المكمور (الكمبوست) والبيتموس والفيرميكوليت والكربون المنشط باستخدام نموذج TOPSIS-Taguchi لتحسين التركيبة للوصول الى نسبة مكونات الخليط من المواد المختلفة لتحسين خصائص المركب الناتج. ولتحقيق ذلك تم دراسة الخصائص الطبيعية والميكانيكية من خلال تقدير امتصاص الماء والكثافة والفراغ بالنسبة للخصائص الفيزيائية. وتقدير قوة الشد والاستطالة بالنسبة للخصائص الميكانيكية. واظهرت النتائج أن أعلى قيمة لامتصاص الماء كانت 30%، بينما كانت أقل قيمة لامتصاص الماء هى 15%. وتراوحت الكثافة للمواد المختلفة من 0.616 إلى 0.711 جم سم-3 لجميع المعاملات تحت الدراسة. بيمنا كانت أعلى قيمة للمسامية هى 2.8% وجدت مع الخليط  رقم 6، بينما كان أقل قيمة للمسامية هى1.0% وجدت مع الخليط رقم 2. وتراوحت قوة الشد من 12.72 إلى 13.92 ميجا باسكال لجميع المعاملات تحت الدراسة. وتراوحت نسبة الاستطالة من 10.73 إلى 12.50% لجميع المعاملات تحت الدراسة. وأظهرت النتائج ان الحكم على مجموعة الخليط التجريبية السابعة كأفضل خليط من منظور الخصائص التي تم تحليلها لتصنيف مركبات TOPSIS بناءً على تصميم Taguchi للتجربة.

الكلمات الرئيسية

الموضوعات الرئيسية


Achmad, M. and M. Sapsal (2018). Compost applicators for horticulture. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, IOP Publishing.
Ayyaswamy, J. P. K., S. Sattanathan, B. Ramachandran and M. Nadarajan (2019). Banana Stem Based Activated Carbon as Filler in Polymer Composites for Automobile Applications. SAE Technical Paper, 28 - 93. https://doi.org/10.4271/2019-28-0093.
Balaguer, M. P., C. Aliaga, C. Fito and M. Hortal (2016). Compostability assessment of nano-reinforced poly (lactic acid) films. Waste manag., 48: 143-155.
Balasubramaniyan, S. and T. Selvaraj (2017). Application of integrated Taguchi and TOPSIS method for optimization of process parameters for dimensional accuracy in turning of EN25 steel. J. the Chinese Inst.f Eng., 40(4): 267-274.
Bhat, K. M., J. Rajagopalan, R. Mallikarjunaiah, N. N. Rao and A. Sharma (2021). Eco-friendly and biodegradable green composites, IntechOpen London, UK.
Fuentes, R. A., J. A. Berthe, S. E. Barbosa and L. A. Castillo (2021). Development of biodegradable pots from different agroindustrial wastes and byproducts. Sust. Materials and Technolo., 30: e00338.
Juanga-Labayen, J. P. and Q. Yuan (2021). Making biodegradable seedling pots from textile and paper Waste—Part a: factors affecting tensile strength. Int. J. Env. Res. Public Health, 18(13): 6964.
Mitra, B. (2014). Environment Friendly composite materials: Biocomposites and Green composites. Defence sci. j., 64(3): 244-261.
Mustapha, A. N., Y. Zhang, Z. Zhang, Y. Ding, Q. Yuan and Y. Li (2021). Taguchi and ANOVA analysis for the optimization of the microencapsulation of a volatile phase change material. J. Materials Res. Technolo., 11: 667-680.
Noryani, M., S. Sapuan and M. Mastura (2018). Multi-criteria decision-making tools for material selection of natural fibre composites: A review. J. Mech. Eng. Sci., 12(1): 3330-3353.
Prasad, L., S. Kumar, R. V. Patel, A. Yadav, V. Kumar and J. Winczek (2020). Physical and mechanical behaviour of sugarcane bagasse fibre-reinforced epoxy bio-composites. Materials, 13(23): 5387.
Rao, C. M. and K. Venkatasubbaiah (2016). Applicationof MCDM Approach-TOPSISfor the Multi-Objective Optimization Problem. Int.l J. Grid and Distributed Computing, 9(10): 17-32.
Shafqat, A., N. Al-Zaqri, A. Tahir and A. Alsalme (2021). Synthesis and characterization of starch based bioplatics using varying plant-based ingredients, plasticizers and natural fillers. Saudi J. Biolo. Sci., 28(3): 1739-1749.
Yashas T.G., S. Ballupete Nagaraju, M. Puttegowda, A. Verma, S. M. Rangappa and S. Siengchin (2023). Biopolymer-Based Composites: An Eco-Friendly Alternative from Agricultural Waste Biomass. J. Composites Sci., 7(6): 242.
Tomadoni, B., D. Merino and V. Alvarez (2020). Biodegradable materials for planting pots. Adv. Appl. Bio-Degrad. Green Compos., 68: 85-103.
Warda, M. A., S. S. Ahmad, I. M. Mahdi, H. E.-D. M. Sallam and H. S. Khalil (2022). The applicability of TOPSIS-and fuzzy TOPSIS-based Taguchi optimization approaches in obtaining optimal fiber-reinforced concrete mix proportions. Buildings, 12(6): 796.
Werber, F. (1980). Analysis and performance of fiber composites, BD Agarwal and LJ Broutman, Wiley‐Interscience, New York, 1980, 355 pp. Price: $24.50, Wiley Online Library.