طراحی، ساخت و ارزیابی جداکننده سیکلونی جهت جدایش کلاله از گلبرگ زعفران

یکی از فرایندهای مهم در کشاورزی، جداسازی محصولات کشاورزی است. استفاده از سیکلون ها یکی از روش هایی است که علاوه بر مخارج کمتر، زمان جداسازی کوتاه تر و عملیات ساده تر، دارای بازده بالایی نسبت به سایر روش های جداسازی (مانند جداسازی با دست و …) است. هدف از این تحقیق طراحی، شبیه سازی و ساخت دستگاه جداسازی سیکلونی و ارزیابی آن به منظور جداسازی کلاله از گلبرگ زعفران است. بدین منظور ابتدا با استفاده از نرم افزار ANSYS FLUIN و به روش تحلیل دینامیکی سیالات (CFD) شبیه سازی سیکلون صورت گرفت و راندمان جداسازی به دست آمد. پس از آن دستگاه با استفاده از نرم افزار SOLID WORKS طراحی و نمونه اولیه آن ساخته و ارزیابی شد. شبیه سازی و ارزیابی دستگاه در سه سطح سرعت هوا (۵/۱، ۵/۲ و ۵/۳ متر بر ثانیه) و در پنج سطح رطوبت (۸۰، ۶۰، ۴۰، ۲۰، ۱۰ درصد) بر پایه تر صورت گرفت. انتخاب سرعت ها بر اساس سرعت حد اجزای گل زعفران و انتخاب سطح رطوبت ها حاصل اندازه گیری ۵ روز اول برداشت گل ها بود. از یک آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی در سه تکرار استفاده شد. نتایج ارزیابی دستگاه نشان داد که بیشترین میزان جدایش دستگاه در رطوبت ۲۰ درصد و سرعت ۵/۳ متر بر ثانیه معادل (۸۰ درصد) و کمترین بازده دستگاه در رطوبت ۸۰ درصد و سرعت ۵/۱ متر بر ثانیه مساوی (۱۱ درصد) و بسیار نزدیک به بهترین نتیجه شبیه سازی دستگاه در نرم افزار بود که بهترین عملکرد دستگاه را در سرعت ۵/۳ متر بر ثانیه معادل ۸۹ درصد نشان داد.

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.