تصنیع وتقییم أداء نموذج لتدریج البرتقال

نوع المستند : Original Article

المؤلفون

1 باحث مساعد– معهد بحوث الهندسه الزراعیة – مرکز البحوث الزراعیة – الدقی– الجیزه،مصر.

2 أستاذ الھندسة الزراعیة المساعد– قسم الهندسه الزراعیة – کلیة الزراعة – جامعة کفر الشیخ، مصر.

3 أستاذ ورئیس قسم الھندسة الزراعیة – قسم الهندسه الزراعیة – کلیة الزراعة – جامعة کفر الشیخ، مصر.

المستخلص

تعتبر عملیة التدریج من أھم عملیات تداول المنتج الزراعى بعد عملیة الحصاد، حیث تؤدى الى رفع جودة المنتج النھائى ً سواء للاستھلاک المحلى أو للتصدیر. تدریج المنتج یتم إلى عدة فئات طبقاً لإحدى الصفات الطبیعیة. وتتم هذه العملیة إما یدویاً أو میکانیکیاً، ونظراً لانخفاض کل من سعة وکفاءة التدریج الیدوى وارتفاع تکلفته  وتعرض الثمار للتلوث، یفضل إجراء عملیة التدریج بالطرق المیکانیکیة. وقد أدى قصور آلات التدریج الحجمى فى تدریج اکثر من محصول الى زیادة تکالیف عملیة التدریج مما أدى الى الاتجاه الى استخدام آلات التدریج الوزنى والتى تعتبر من اکثر الطرق المناسبة لتدریج المحاصیل الزراعیة. نظراً لعدم توفر ماکینات التدریج الصغیرة فى المزارع المتوسطة والصغیرة فى مصر وکذلک عدم ملائمة ماکینات التدریج الکبیرة وارتفاع تکالیف تشغیلھا فإن ھذه الدراسة تھدف إلى تصنیع وتطویروتقییم آلة لتدریج ثمار الفاکھة على أساس الوزن باستخدام الطرق الإلکترونیة والمیکانیکة معاً مما یساعد على زیادة سعة وکفاءة التشغیل. ولقد تم اختیار البرتقال الصیفی لإجراء الاختبارات المعملیة والحقلیة على الآلة.
اشتملت الألة المصنعة کنموذج أولی علی وحدتین اساسیتین هما وحدة التغذیة ووحدة التدریج. وحدة التغذیة تکونت من محرک، جهاز النقل (سیر ناقل)، قادوس التغذیة، ملاعق حمل الثمار، وجنزیر التغذیة لوحدة الوزن. بینما احتوت وحدة التدریج علی وحدة الحس الالیکترونی للوزن، بوابات التوزیع والتدریج، مواتیر التحکم فی الفتح الغلف. کلا الوحدتین لهما الاطار الخاص بهما ویتم  التزامن والربط بینهم بمجموعة من الادوات والدوائر الالیکترونیة المصممة للتحکم وضمان ربط وتحسین الاداء للنموذج المصنع.
تم تصنیع النموذج محل الدراسة والدوائر الالیکترونیة والاجهزة المیکانیکیة المستخدمة فی الدراسة علی اسس هندسة وعلمیة سبق دراستها مع مراعات الخصائص المیکانیکة والفیزیائیة للبرتقال. تم تقییم النموذج فی مرکز میکنة الأرز بمت الدیبة – محافظة کفرالشیخ خلال  عام 2014-2016 م وتضمنت  متغیرات الدراسة کلاً من : المسافه بین الملاعق على جنزیر التغذیه (182 و 364 مم)، زمن الوزن  (3-6-9 ثوانی)، استخدام وعدم استخدام وحدة تحکم اشعة تحت حمراء لعمل تزامن بین جنزیر التغذیه والمیزان، واستخدام اربع اسطح (خشب - جلد- قطن- کتان) لتغطیة السیرالناقل للثمار. وتضمنت القیاسات کل من الخصائص المیکانیکة والفیزیائیة، کفاءة التشغیل، الإنتاجیة الکلیة، الطاقة المستھلکة والتکلفة للنموذج المصنع.
من النتائــج المتحصـل علیھـا وجد ان معاملات التشغیل المثلی والموصی بیها هی 182مم للمسافه بین الملاعق الحاملة للثمار، زمن وزن 3 ثانیة، واستخدام وحدة تحکم اشعة تحت حمراء لعمل تزامن بین جنزیر التغذیه والمیزان. کانت الإنتاجیة الکلیة عند معاملات التشغیل المثلی حوالى 0,47 میجا جرام/ساعة. کانت أعلى کفاءة تشغیل للآلة  98,5%  عند مسافه بین الملاعق 182مم وزمن وزن 3 ثانیه وباستخدام وحدة  تحکم اشعة تحت حمراء. کما أثبتت التجارب المعملیة عدم وجود أى تلف داخلى أو خارجى للثمار المدرجة حیث ان وحدة التدریج کانت علی ارتفاع 1100مم وصنادیق الثمار المُدرجه موضوعه على مسافه من وحدة التدریج لاتزید عن 300 مم. أوضحت الدراسة أن حسابات الطاقة المستھلکة عند معاملات التشغیل الموصى أثناء عملیة تدریج محصول البرتقال الصیفی کانت 0.083 کیلووات.ساعه/طن عند استخدام زمن وزن 3 ثانیه وکانت 0,112 کیلووات.ساعة/طن عند استخدام زمن وزن 9 ثانیه. کما اوضحت النتائج ان التکالیف الکلیة لتدریج محصول البرتقال الصیفی عند معاملات التشغیل الموصى بھا  کانت 55 جنیه / طن.

الموضوعات الرئيسية


Abd El-Mageed, H. N. and H. E. Abd-Alla (1994). A simple machine for grading fresh tomatoes. J. Agric. Sci., Mansoura Univ., 19 (9): 3033 – 3047.
Amer Eissa, A. H. and A. A. Abdel Khalik (2012). Understanding color image processing by machine vision for biological materials. In: Structure and Function of Food Engineering (Ed: Ayman Amer Eissa), ISBN 978-953-51-0695-1, InTech Publisher, p: 414.
Amin, E. A. (1994). Development of grading machine for some Egyptian farm crops. J. Agric. Sci., Mansoura Univ., 19 (7): 2398 – 2411.
Anon. 2002. Proposal to revise Economic Commission for Europe Standards, Committee for trade, industry and enterprise development. Working Party on Standardization of Perishable Produce and Quality Development Specialized Section on Standardization of Fresh Fruit and Vegetables. Forty-eighth session, 23-26 April, Geneva.
Brennan, J. G. and A. S. Grandison (2006).Food Processing Handbook. Chapter 1: Postharvest Handling and Preparation of Foods for Processing. WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA. Weinheim. United Kingdom. P: 1-30.
El-Khawaga, S. E. (1999). Developing of a harvesting machine for some fruit crops. Unpublished Ph. D. Thesis, Agric. Mech. Dept., Fac of Agric., Mansoura. Univ.
Gomaa, S. M., H. M. H. Sorour, O.M. Kamel, and E.M. Ghazy (2006). Utilization of Electronic Circuits to Operate a Grading Prototype Machine for Some Fruits and Vegetables on Weight Base. Misr J. Ag. Eng., 23(1), p: 192 - 216.
Jarimopas, B., S. Toomsaengtong, S.P. Singh, J. Singh and R. Sothornvit (2007). Development of wholesale packaging to prevent post-harvest damage to rose apples. J. Appl. Packaging Res. 2(1), p: 27- 44.
Kondo, N. (2009). Automation on fruit and vegetable grading system and food traceability. Trends in Food Science and Technology 21 (3),p: 145-152.
Mangraj, S., Singh K. K., Varshney, A. C.; ans  B. S. Redd (2009). Design and development of fruit grader. J. Food Sci.Technol., 46 (6), 554-558.
Mcrae, D. C. (1985). A review of developments of potato handling and grading. J. Agric. Eng. Res., 31: 115-138.
Omre, P. K, R. P. Saxena (2003). Design and development of multi-fruit grader.Agric. Mech. Asia, Africa Latin Am., 34(4), p: 39-42, 52.
Ryall, A. L., D. J. Lipton (1972). Handling, Transportation and Storage of Fruits and Vegetables. 2nd Ed., AVI. Pub. Co. Inc, West port, Connecticut, USA.
Peleg, K. (1985). Produce Handling, Packaging and Distribution. Connecticut, USA: AVI. Pub. Co. Inc, Connecticut, USA. P: 91-103.
Peleg, K. and Y. Ramraz (1975). Optimal sizing of citrus fruit. Trans. ASAE, 18(6), p: 1035-1039.