طراحی، ساخت و ارزیابی سیکلون جداکننده کلاله از گلبرگ‌های زعفران

یکی از فرآیندهای مهم در کشاورزی، جداسازی محصولات کشاورزی است. استفاده از سیکلون‌ها یکی از روش‌هایی است که با هزینه کمتر، زمان جداسازی کوتاه‌تر و عملکرد ساده‌تر، نسبت به سایر روش‌های جداسازی (مانند جداسازی دستی و غیره) کارایی بالایی دارد. هدف این تحقیق، طراحی، شبیه‌سازی و ساخت یک دستگاه جداساز سیکلونی و ارزیابی آن به منظور جداسازی مادگی از گلبرگ‌های زعفران است. در این تحقیق، شبیه‌سازی سیکلون با استفاده از نرم‌افزار ANSYS FLUENT و روش تحلیل دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) انجام شد و کارایی جداسازی به‌دست آمد.

دستگاه با استفاده از نرم‌افزار SOLIDWORKS طراحی شد و نمونه اولیه آن ساخته و در سه سطح سرعت هوا 1.5، 2.5 و 3.5 متر بر ثانیه و در پنج سطح رطوبت (۱۰، ۲۰، ۴۰ و ۶۰)% وزنی ارزیابی شد.برای این منظور، یک آزمایش فاکتوریل با طراحی کاملاً تصادفی و با سه تکرار انجام شد. نتایج ارزیابی دستگاه نشان داد که بالاترین جداسازی دستگاه در رطوبت ۲۰٪ و سرعت باد ۳.۵ متر بر ثانیه، بازده ۸۰٪ بوده و کمترین بازده ۱۱٪ برای رطوبت ۸۰٪ و سرعت باد ۱.۵ متر بر ثانیه بوده است که بسیار نزدیک به بهترین نتیجه شبیه‌سازی دستگاه در نرم‌افزار ANSYS FLUENT بوده است که بازده ۸۹٪ در سرعت باد ۳.۵ متر بر ثانیه داشته است.

“One of the important processes in agriculture is separating of agricultural products. The use of cyclones is  one of the methods that with lower costs, shorter separation time and simpler operation, has a high efficiency compared to other separation methods (Such as separation by hand and so on). The aim of this research is to designing, simulation and construction a cyclone separation device and evaluation it in order to separate the stigma from the saffron petals. In this research, cyclone simulation was performed using ANSYS FLUIN software and computational fluid dynamics (CFD) analysis method and the separation efficiency was obtained.

The device was designed using SOLID WORKS software and its prototype was made and evaluated at three levels of 1.5, 2.5 and 3.5 m/s of air speed and at five levels of moisture content (10, 20, 40 and  60)%wb. For this purpose, a factorial experiment with completely randomized design with three replications was used. The evaluation results of the device showed that the highest separation of the device at 20% moisture content and 3.5 m/s air speed was 80% efficiency and the lowest was 11% efficiency for 80% moisture content and 1.5 m/s air speed which was very close to the best result of simulating the device in ANSYS FLUINT software which it was 89% efficiency at 3.5 m/s air speed.”