طراحي، ساخت و ارزيابي جداكنندة سيكلوني كلاله از گلبرگ زعفران

Design, Manufacture and Evaluation of Cyclonic Separator for Separation of Stigmas from Saffron Petals

يكي از فرايندهاي مهم در كشاورزي، جداسازي محصولات كشاورزي است. استفاده از سيكلون‌ها يكي از روش‌هايي است كه علاوه بر مخارج كمتر، زمان جداسازي كوتاه‌تر و عمليات ساده‌تر، داراي بازده بالايي نسبت به ساير روش‌هاي جداسازي (مانند جداسازي با دست و ...) است. هدف از اين تحقيق طراحي، شبيه‌سازي و ساخت دستگاه جداسازي سيكلوني و ارزيابي آن به منظور جداسازي كلاله از گلبرگ زعفران است. بدين منظور ابتدا با استفاده از نرم‌افزار ANSYS FLUIN و به روش تحليل ديناميكي سيالات (CFD) شبيه‌سازي سيكلون صورت گرفت و راندمان جداسازي به دست آمد. پس از آن دستگاه با استفاده از نرم‌افزار SOLID WORKS طراحي و نمونة اولية آن ساخته و ارزيابي شد. شبيه‌سازي و ارزيابي دستگاه در سه سطح سرعت هوا (1/5، 2/5 و 3/5 متر بر ثانيه) و در پنج سطح رطوبت (80، 60، 40، 20، 10 درصد) بر پايه تر صورت گرفت. انتخاب سرعت‌ها بر اساس سرعت حد اجزاي گل زعفران و انتخاب سطح رطوبت‌ها حاصل اندازه‌گيري 5 روز اول برداشت گل‌ها بود. از يك آزمايش فاكتوريل در قالب طرح كاملاً تصادفي در سه تكرار استفاده شد. نتايج ارزيابي دستگاه نشان داد كه بيشترين ميزان جدايش دستگاه در رطوبت 20 درصد و سرعت 3/5 متر بر ثانيه معادل (80 درصد) و كمترين بازده دستگاه در رطوبت 80 درصد و سرعت 1/5 متر بر ثانيه مساوي (11 درصد) و بسيار نزديك به بهترين نتيجه شبيه‌سازي دستگاه در نرم‌افزار بود كه بهترين عملكرد دستگاه را در سرعت 3/5 متر بر ثانيه معادل 89 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.