نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

• هادی واله قوژدی ¹
• سیدرضا حسن بیگی بیدگلی ²
• محمدحسین سعیدی راد ³
• محمدحسین کیانمهر ⁴

¹ دانشجوی سابق کارشناسی ارشد پردیس ابوریحان دانشگاه تهران

² استادیار گروه فنی کشاورزی پردیس ابوریحان دانشگاه تهران

³ استادیار بخش تحقیقات فنی و مهندسی کشاورزی و منابع طبیعی استان خراسان رضوی

⁴ دانشیار گروه فنی کشاورزی پردیس ابوریحان دانشگاه تهران

چکیده

مقاومت برشی، انرژی لازم برای برش به ازای واحد سطح، همچنین نیرو و انرژی مورد نیاز برای کندن گل­ پارامترهایی مهم در طراحی و توسعة مکانیزم­های برداشت هستند.  در این تحقیق تأثیر سرعت برش و زاویة تیزی تیغه بر مقاومت برشی و انرژی لازم برای برش به ازای واحد سطح ساقة زعفران(Crocus sativus L.)  در رطوبت­های مختلف برش تعیین شد.  تأثیر سرعت کندن گل و سطوح مختلف سن گیاه بر نیرو و انرژی مورد نیاز برای کندن گل زعفران نیز بررسی شد.  آزمایش­ها روی نمونه­های جمع­آوری شده از مزارع شهرستان کاشمر با استفاده از دستگاه کشش- فشار مواد بیولوژیک اجرا شد.  تحلیل داده­ها با استفاده از آزمایش­های فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی انجام شد.  نتایج نشان داد که اثر زاویة تیزی و سرعت برش بر مقاومت برشی و انرژی مورد نیاز برای برش به ازای واحد سطح در سطح احتمال 1 درصد معنی­دار است ولی اثر متقابل این عوامل معنی­دار نیست.  با افزایش زاویة تیزی از 17 به 24 درجه، مقاومت برشی از 130/0 به 190/0 مگاپاسکال و انرژی لازم به ازای واحد سطح برای برش ساقه از 305/0 به 443/0 میلی ژول بر میلی­متر مربع افزایش
می­یابد.  با افزایش سرعت برش از 20 به 200 میلی­متر بر دقیقه میانگین مقاومت برشی از 179/0 به 158/0 مگاپاسکال و انرژی لازم برای برش به ازای واحد سطح ساقة گل از 467/0 به 340/0 میلی ژول بر میلی­متر مربع کاهش می­یابد.  با افزایش بیشتر سرعت برش (از 200 به 500 میلی­متر بر دقیقه)، مقاومت برشی و انرژی لازم برای برش کاهش پیدا
نمی­کند و بنابراین زاویة تیزی 17 درجه و سرعت برش 200 میلی­متر بر دقیقه برای برش ساقه زعفران توصیه می­شود.  نتایج همچنین نشان می­دهد که با افزایش سرعت کندن از 50 تا 500 میلی­متر بر دقیقه، میانگین نیروی کندن از 339/0 به 459/0 نیوتن و مقاومت کششی از 169/0 به 229/0 مگاپاسکال و انرژی مصرفی به ازای واحد سطح از 473/0 به 914/1 میلی­ژول بر میلی­متر مربع افزایش می­یابد، اما اثر سن گیاه بر نیروی کندن، مقاومت کششی، و انرژی لازم برای کندن گل به ازای واحد سطح معنی­دار نیست.  داده­های به دست آمده از این تحقیق در طراحی و توسعة مکانیزم­های برداشت زعفران کاربرد دارد.

20.1001.1.26454531.1389.11.3.4.7

عنوان مقاله [English]

Shear Strength of Stem and Picking Force for Saffron Flowers

چکیده [English]

The shear strength and shear energy per unit area, as well as the force and energy required for picking flowers, are important parameters in the design and development of harvesting mechanisms. In this study, shear strength and shear energy per unit area of saffron (Crocus sativus L.) stems were determined at different bevel angles and shear velocities. The force and energy required for picking of saffron flowers were determined as a function of picking velocity and age of plant. The experiments were conducted using a universal testing machine on samples selected from the farms of Kashmar in eastern Iran. The data was statistically analyzed using a completely randomized design. The results showed that the bevel angle of the cutting blade and shear velocity had a significant effect on shear strength and shear energy per unit stem area, but their interaction was not significant. With an increase in bevel angle from 17° to 24°, the shear strength increased from 0.130 to 0.190 MPa and shear energy per stem area increased from 0.305 to 0.443 mJ/mm². Increasing shear velocity from 20 to 200 mm/min decreased the average shear strength significantly from 0.179 to 0.158 MPa and shear energy per stem area significantly from 0.467 to 0.340 mJ/mm². Further increase in shear velocity (from 200 to 500 mm/min) did not decrease shear strength and shear energy significantly. Thus, the cutting blade at a bevel angle of 17° and shear velocity of 200 mm/min is recommended for cutting saffron stems. The results showed that increasing picking velocity from 50 to 500 mm/min increased the average picking force, tensile strength and energy per unit area from 0.339 to 0.459 N, 0.169 to 0.229 MPa and 0.473 to 1.914 mJ/mm², respectively. The age of the plants had no significant effect on picking force and energy and tensile strength. The data gathered can be useful for the design and development of saffron harvesting mechanisms.

کلیدواژه‌ها [English]

• Harvesting
• flower
• Picking Force
• Saffron
• Shear strength