تطویر آلة محمولة لقطف ثمار التین الشوکی

التین الشوکی أحد المحاصیل الهامة التی تتحمل الجفاف ویستخدم فی التنمیة المستدامة حیث یزرع فی المناطق الجافة والشبه جافة. وتستهلک  ثمارها أما طازجة أو مصنعة فی صورة مربات وعصائر کما تستخدم الأصباغ المستخرجة منه فی صناعة  الأدویة ومستحضرات التجمیل. تبلغ المساحة المنزرعة منه فی مصر حوالی 3116 فدان تنتج ما یقرب من 244.2 جیجاجرام بمتوسط 10.09 میجاجرام فدان^-1. وتتمثل المشکلة الرئیسیة للمحصول فی عملیة الجنی وقطف الثمار حیث تنتشر أشواک ناعمة وکثیفة على المحیط الخارجی للثمار وتزداد حدة الأشواک مع سطوع الشمس مما یؤدی إلى عزوف الکثیر من العمال عن القیام بعملیة الجنی ولذلک یلزم إجراء العدید من الترتیبات الخاصة لقطف الثمار  مثل ارتداء قفازات من المطاط السمیک أو أکیاس من البلاستیک والتی تنقص من کفاءة العامل وأیضا القیام بعملیة القطف فی الصباح الباکر وقبل سطوع الشمس لحمایة العمال من الأشواک المنتشرة على الثمار. ویتمثل الحصاد الیدوی فی ضغط العامل بالید على الثمرة وثنیها بزاویة 90 درجة أو بإستخدام مقص یدوی أو شفرة سکین حادة وهذه الطریقة تسبب أضرار میکانیکیة وقطع وتشقق القشرة الخارجیة للثمار وهذا یؤدی إلى سرعة تلفها ونمو المیکروبات نظرا لزیادة محتواها الرطوبی. ولذلک تم التفکیر فی تصنیع آلة صغیرة محمولة على الکتف للتغلب على مشاکل قطف ثمار التین الشوکی بأقل نسبة من الضرر المیکانیکی.
قد تم دراسة الخصائص الطبیعیة والمیکانیکیة لثمار التین الشوکی للاستعانة بها فی تصمیم الآلة: أبعاد الثمرة – کتلة الثمرة – حجم الثمرة – الکثافة – معامل الاحتکاک بین الثمرة والسطح المعدنى – القوة اللازمة لقص الثمرة وفصلها وقوة القص اللازمة لقطع الثمرة نفسها. لآلة المصنعة تتکون من: جهاز القص – جهاز التوجیه – أسطوانة نقل الثمار بعد القطف – مصدر القدرة وهو عبارة عن محرک کهربی صغیر یعمل بالتیار الثابت – مصدر الطاقة وهو بطاریة جافة 12 فولت، مع إمکانیة تشغیل الآلة یدویاً بدون محرک.
تم  تقییم أداء الآلة المصنعة على سرعتان مختلفتان (بطیئة وسریعة: 40 ، 60 لفة دقیقة ^-1 للتشغیل الآلى) والتشغیل الیدوى للآلة مقارنة بالقطف الیدوى. وکانت معاییر التقییم کالتالى: الإنتاجیة – نسبة الضرر للثمار – الطاقة المستهلکة فى عملیة القطف – تکالیف الحصاد.
 وقد بینت الدراسة ما یلی:

بلغت إنتاجیة الآلة المصنعة حوالى 50 کجم  ساعة ^-1 عند تشغیل المحرک على السرعة البطیئة والتی تبلغ حوالی 40 لفة دقیقة ^-1. وعند التشغیل السریع الذی یبلغ حوالی 60 لفة  دقیقة ^-1 کانت الإنتاجیة حوالی 57 کجم ساعة ^-1. فی حین کانت إنتاجیة الآلة عند التشغیل الیدوی بدون محرک حوالی 32 کجم  ساعة ^-1، أما إنتاجیة العامل بإستخدام الحصاد الیدوی بالطرق التقلیدیة حوالی 21 کجم  ساعة ^-1.
بلغت نسبة الضرر المیکانیکی للثمار حوالی 19 , 23 , 16 % للحصاد المیکانیکی بإستخدام الآلة المصنعة فی حالة التشغیل البطئ والسریع والیدوی على الترتیب، فی حین بلغت حوالی33% عند الحصاد الیدوی بإستخدام العامل.
بلغت الطاقة المستهلکة لحصاد الثمار حوالی 0.25 , 0.33 , 0.78 وات . ساعة کجم^-1 للحصاد المیکانیکی بإستخدام الآلة المصنعة فی حالة التشغیل البطئ والسریع والیدوی على الترتیب، فی حین بلغت حوالی 3.57 وات . ساعة کجم^-1 عند الحصاد الیدوی بإستخدام العامل.
بلغت التکالیف الکلیة لعملیة الحصاد حوالی 0.33 , 0.29 ,0.41 جنیه  کجم^-1  للحصاد المیکانیکی بإستخدام الآلة المصنعة فی حالة التشغیل البطئ والسریع والیدوی على الترتیب. فی حین بلغت حوالی 0.47 جنیه  کجم^-1 مع الحصاد الیدوی.
ینصح بإستخدام الآلة المطورة فى عملیة حصاد التین الشوکى على  التشغیل البطئ أوالسریع 40 ، 60 لفة دقیقة ^-1.