الاعتبــارات التصمیــمیة لآلـــــة مجمعــــة لفـــــرم وطحــــــن نبــــات الغـــــاب (جزء-1)

نوع المستند : Original Article

المؤلفون

1 مدرس - قسم الهندسة الزراعیة - کلیة الزراعة - جامعة الزقازیق - مصر.

2 أستاذ مساعد - قسم الهندسة الزراعیة - کلیة الزراعة - جامعة الزقازیق - مصر.

المستخلص

تعانی الدولة من نبات الغاب الذی ینتشر بکمیات کبیرة على جوانب الترع والمصارف نتیجة ما قد یسببه من تلوث لمیاه النیل وخطورة ذلک علی التلوث البیئی فی مناطق عدیدة بسبب إهدار کمیة کبیرة من المیاه وإعاقته لعملیات الری فی المجاری المائیة وعملیات التطهیر بسبب غلق المجارى المائیة فی مناطق عدیدة والذی یستغل مساحات واسعة دون أن یکون لها أی مردود اقتصادی.
لذا کان التفکیر فی کیفیة الاستفادة من هذا النبات فی العدید من الاستخدامات التصنیعیة ذات المردود الاقتصادی. ومن هذا المنطلق کان الهدف الرئیسی لهذا البحث هو تصمیم آلة مجمعة لفرم وطحن نبات الغاب کمرحلة أولی ومن ثمّ یمکن استخدام نواتج الفرم فی العدید من الصناعات المختلفة کإنتاج الکمبوست العضوی ومحسنات التربة وإنتاج بیئات زراعیة وتصنیع أخشاب مضغوطة یمکن الاستفادة منها فی عدة مجالات. تمت عملیة التصمیم بقسم الهندسة الزراعیة - کلیة الزراعة - جامعة الزقازیق للوصول إلى الاعتبارات التصمیمیة التی تحقق الهدف الرئیسی.
وفیما یلی الأهداف الخاصة بهذا البحث:
w     تصمیم کل من وحدة الفرم ووحدة الطحن لنبات الغاب.
w     الوصول لبعض القیم التشغیلیة القصوى نظریاً لکل من: (عدد السکاکین على رأس القطع - سرعة درفیل الفرم - معدل التلقیم وکثافة السیقان عند فتحة التلقیم نتیجة المحتوى الرطوبی).
w     تحدید مصدر القدرة الملائم لتشغیل الآلة المجمعة.

ولتصمیم الآلة المجمعة تم أخذ بعض المعاملات التالیة فی الاعتبار: أربع سرعات مختلفة لدرفیل الفرم (1000 ، 1200 ، 1300 و 1400 لفة/د) (18.32 ، 21.98 ، 23.81 و 25.64 م/ث) وأربع قیم مختلفة لعدد السکاکین على رأس القطع (1 ، 2 ، 3 و4 سکینة) وأربع سرعات مختلفة لاسطوانات التلقیم (0.89 ، 1.05 ، 1.23 و 1.36 م/س) مع أربع قیم مختلفة لکثافة النباتات عند فتحة التلقیم (5.00 ، 5.40 ، 5.74 و 6.18 کجم/م٣). وللوصول إلى الاعتبارات التصمیمیة تم أخذ القیاسات التالیة: (طول القطع النظری، السعة النظریة، القدرة الکلیة اللازمة لتشغیل الآلة المجمعة "القدرة اللازمة لتشغیل وحدة الفرم بالإضافة إلى تقدیر القدرة المناسبة لتشغیل وحدة الطحـن" وحساب قطـر کل من عمـودی درفیل الفـرم وعمـود مطـارق الطحـن).

وقد أظهرت النتائج التصمیمیة المتحصل علیها ما یلی:
w    أعلى قیمة لطول القطع النظری والسعة النظریة کانت (29.14 مم، 756 کجم/س) على الترتیب عند سرعة للفرم 1400 لفة/د وعدد 2 سکینة على الرأس القاطع.
w    قیمة القدرة المطلوبة لعملیة الفرم وعملیة الطحن کانت (9.54 کیلوات و20.17 کیلوات)، على الترتیب عند نفس ظروف التشغیل السابقة.
w    قطـر کل من عمـود رأس القطع وعمـود مطـارق الطحـن کان (50 و60 مم).
ومن ثمّ توصى الدراسة عند إجراء عملیة التصنیع للآلة المجمعة لفرم وطحن نبات الغاب باستخدام القیم التالیة:
w    ضبط سرعة اسطوانات التلقیم عند (1.36 م/س).
w    کثافة النباتات عند فتحة التلقیم (6.18 کجم/م٣)
w    سـرعـة درفیـل الفـرم (1400 لفة/د) (25.64 م/ث) مع ترکـیب عـدد 2 سکینـة علـى ـرأس القطـع.

Angelini, L.G; L. Ceccarinia, and E. Bonarib (2005): European Journal of Agronomy, 22, 2005, pp 375-389
Bell, G. P. (1993): Prado Basin resource management plan for the control of Giant Reed (Arundo donax). The Nature Conservancy.
Forest, S; S. Kim and L. Loope (2003): United States Geological Survey-Biological Resources Division Haleakala Field Station, Maui, Hawai' I, January, 2003.
Heaton, E; T. Voigt and S. P. Long (2004): A quantitative review comparing the yields of two candidate C4 perennial biomass crops in relation to nitrogen, temperature and water. Biomass and Bioenergy. 27:21–30.
Hoque M; S. Sokhansanj, L. Naimi, X. Bi and J. Lim (2007): Review and analysis of performance and productivity of size reduction equipment for fibrous materials. ASABE paper no: 076164 St. Joseph, Mich., pp2-6.
Hoshovsky, Marc (2003): ELEMENT STEWARDSHIP ABSTRACT for Arundo donax (Giant Reed). THE NATURE CONSERVANCY. 1815 North Lynn Street, Arlington, Virginia 22209 (703) 841 5300.
Khurmi, R. S. and J. K. Gupta (2005): A textbook of machine design. Eurasia Publishing House (Pvt) LTD. RAM Nagar, New Delhi. 110055.  
Lowe, S. J; M. Browne and S. Boudjelas (2000):  100 of the World's Worst Invasive Alien Species, Published by the IUCN/SSC Invasive Species Specialist Group (ISSG), Auckland, New Zealand. http://www.issg.org/worst100_species.html.
Moiceanu, G; V. Gheorghe, G. Paraschiv, C. P. Ion and P. Maican (2012): Physical characteristics of miscanthus plant and power demand at grinding process. Engineering for Rural Development Jelgava 24, pp222.
Srivastava, A. K; C. E. Goering and R. P. Rohrback (1993): Engineering principles of agricultural machines. Transaction of ASAE Textbook. No 6. St. Joseph, MI, 1993.