پديد آورندگان :
آقاخاني، محمد دانشگاه علوم كشاورزي و منابع طبيعي گرگان , خزاعيان، ابوالقاسم دانشگاه علوم كشاورزي و منابع طبيعي گرگان - گروه تكنولوژي و مهندسي چوب , رفيقي، علي دانشگاه علوم كشاورزي و منابع طبيعي گرگان - گروه تكنولوژي و مهندسي چوب , شولز، فريدر دانشگاه علوم كاربردي روزنهايم - گروه تكنولوژي چوب، آلمان
كليدواژه :
انرژي مصرفي , بلوط , خردكن استوانه اي , سرعت برش , صنوبر
چكيده فارسي :
سابقه و هدف: خردكردن چوب مهمترين مرحله در كارخانجات توليد اوراق فشرده چوبي مي‌باشد. توليد چيپس با كيفيت از نقطه نظر ابعاد و اندازه مناسب، نه تنها كيفيت بالاي محصول نهايي را تضمين مي‌كند، بلكه باعث كاهش زمان توليد در دستگاه‌هاي ثانوي و نهايتا كاهش ميزان انرژي مصرفي مي گردد. اين مطالعه در دانشگاه علوم كاربردي روزنهايم (آلمان) با هدف ارزيابي مشخصههاي تاثيرگذار بر ميزان مصرف انرژي در خردكن‌استوانهاي انجام گرفت. به همين منظور اثرگونه‌چوب، سرعت برش ، رطوبت و ابعاد چوب در خردكن استوانهاي مورد بررسي قرار گرفت. به منظور ارزيابي دقيق مصرف انرژي در هريك از شرايط آزموني ميزان وزن برابر چوب به چيپس تبديل گرديد. همچنين ضخامت چيپس در تمامي آزمونها ثابت در نظر گرفته شد.
مواد و روشها: در اين تحقيق از دوگونه صنوبر و بلوط استفاده شد. ابتدا نمونه‌ها به كمك اره نواري مدل ESTERER Model EB 1400 به الوارهايي با ابعاد 8×4 سانتيمتر و 8×8 سانتيمتر تبديل شدند. سپس نمونه‌ها درون خشك كن LAUBER TROCKNUNGSTECHNIK مجهز به سيستم خودكار در دو سطح رطوبتي 18 و 40 درصد خشك شدند. بعد از آن نمونه‌ها مطابق با جدول طرح آزمايشات كه بر اساس آزمون فاكتوريل و با وزن برابر تهيه شده بود، به خردكن تغذيه شدند. با تنظيم سرعت گردش محور در خردكن استوانهاي، سرعت برش در سه سطح 16، 20 و 24 متر بر ثانيه مديريت شد. ميزان انرژي مصرفي حين فرآيند بوسيله دستگاه چند كاناله اندازهگيري مصرف انرژي اندازه گيري شد.
يافته‌ها: پس از تجزيه وتحليل داده‌ها، نتايج نشان داد، فاكتورهاي گونه، رطوبت و سرعت برش بر ميزان انرژي مصرفي در خردكن استوانهاي در سطح اطمينان 95 درصد تاثيرگذار بود. نمودار اثرات مستقل نشان داد كه گونه بلوط نسبت به گونه صنوبر، رطوبت 40 درصد نسبت به 18 درصد و سرعت برش 20 متربرثانيه نسبت به 16 و 24 واجد مصرف انرژي كمتري هستند. نتايح آناليز واريانس نشان مي‌دهد اثر مستقل ضخامت بر مصرف انرژي معني‌دار نمي‌باشد. سرعت برش بيشترين تاثير مستقل را بر مصرف انرژي داشته است و رطوبت كمترين اثر مستقل را در سطح اطمينان 95 درصد داشته است.
نتيجه گيري: با بررسي نتايج اثرات متقابل مشخص شد، اگرچه ضخامت مستقلا اثر معني‌داري بر مصرف انرژي فرآيند نداشته است، اما در تقابل با ساير پارامترها موثر واقع شده است. در گونه بلوط رطوبت 40 درصد با ضخامت 4سانتيمتر در سرعت برش 20 متر بر ثانيه كمترين انرژي مصرفي را داشته است، در حاليكه درگونه صنوبر، سطح رطوبتي 18 درصد و ضخامت 8 سانتيمتر با سرعت برش 20 متر ثانيه كمترين مصرف انرژي را داشته است. اين تفاوت در مصرف انرژي مي‌تواند ناشي از تفاوت در بافت و رفتار ويسكوالاستيك دو گونه در برابر نيروهاي برشي باشد. چنانچه احتمالا در گونه صنوبر افزايش سطح رطوبتي و كاهش ضخامت به 4 سانتيمتر ميزان تغيير شكل چوب را در برابر نيروي برشي افزايش داده و همين رفتار سبب صرف انرژي بيشتر در برش مي‌شود.
چكيده لاتين :
Background and Objectives: Wood chipping is an important step in wood chipboard factories.
Producing high quality chips with effective dimension and size, not only guaranties high quality in
final product, but also reduce produce time in secondary machines and subsequently energy
consumption. The aim of this study was evaluation of effective parameters on energy consumption in
drum chipper which was done in Rosenheim University of applied sciences (Germany). In this regard,
the effect of wood species, cutting velocity, moisture content and wood dimensions were evaluated.
For precise investigation of energy consumption in each situation of experimental design, equal weight
of the trunk converted to chips. Also, chips thickness was also considered constant in all the tests.
Materials and Methods: In this study, Poplus termula and Quercus Robur were used. First,
samples through band saw blade ESTERER Model EB 1400 converted to lumbers with dimensions
4×8 cm and 8×8 cm. Then samples dried in chamber LAUBER TROCKNUNGSTECHNIK with
automatic system to reach 18 and 40 percent moisture content. Next samples based on experimental
design which were prepared with factorial design and equal weight of the trunk, feed to drum
chipper. By adjusting the axis rotation speed on drum chipper, the cutting velocity was managed at
3 levels of 16, 20 and 24 meters per second. The energy consumption during the process by Multichannel precision power meter was measured.
Results: After analyzing data, results showed that factors of species, moisture and cutting velocity had
significant effect on energy consumption in drum chipper at 95 percent confidence level. Main effect
plot showed that, Oak species compared to poplar, 40 percent moisture compared to 18 percent, 20 m/s
cutting velocity in comparison with 24 and 16 accounted for less energy consumption. The results of
analysis of variances showed that the main effect of thickness on energy consumption is not significant.
Also results showed that, cutting velocity had the most main effect and moisture content had the least
main effect on energy consumption at 95 percent confidence level.
Conclusion: The results of interaction plot showed that while thickness did not have significant
main effect on energy consumption, it was effective in reaction to other parameters. Oak with
40 percent moisture, 4 cm thickness and 20 m/s cutting velocity had the least energy consumption,
whereas poplar with 18 percent moisture, 8 cm thickness and 20 m/s had the least energy
consumption. This difference in energy consumption may be happened due to difference in texture
and visco-elastic properties of two species against cutting forces. Probably in poplar species,
increasing moisture content and decreasing thickness to 4 cm, increased wood deformation against
cutting force and this behavior results in more energy consumption during cutting.
