سمیرا زارعی

تقاضای روز افزون برای منابع انرژی در دهه‌های اخیر از یک سو و محدود بودن منابع انرژی فسیلی و آلودگی‌های زیست‌محیطی حاصل از مصرف آن‌ها از سوی دیگر، توجه کشورهای جهان را به منابع انرژی تجدیدپذیر و تولید سوخت‌های زیستی معطوف کرده است. سوخت‌های زیستی از انجام فرآیندهای بیوشیمیایی بر روی منابع متنوع و فراوان زیست‌توده حاصل می‌شوند که علاوه بر ایجاد ارزش افزوده در منابع زیست‌توده، می‌توانند به میزان چشم‌گیری آلودگی‌های زیست‌محیطی حاصل از احتراق سوخت‌های فسیلی را کاهش دهند. یکی از سوخت‌های زیستی که مورد توجه محققین قرار گرفته بیوگاز است. گیاهان علوفه‌ای از جمله محصولاتی هستند که به دلیل دارا بودن محتوای پروتئین بالا از پتانسیل خوبی در تولید بیوگاز برخوردار هستند. گیاهان علوفه‌ای عمده تولیدی در ایران به ترتیب شامل ذرت علوفه‌ای، یونجه و شبدر هستند. در پژوهش حاضر، تولید بیوگاز از هضم بی‌هوازی یونجه و شبدر مورد آزمایش قرار گرفت و سپس تحلیل‌های اقتصادی، انرژی و زیست‌محیطی چرخه حیات برای فرآیند‌های تولید علوفه و سپس تولید بیوگاز از علوفه انجام شد. شاخص نسبت سود به هزینه در فرآیند تولید بیوگاز در سطح یک هکتار محصول علوفه برای یونجه (با عملکرد 6 تن در هکتار) و شبدر (با عملکرد 4 تن در هکتار) به ترتیب برابر با 21/0 و 20/0 به‌دست آمد که نشان می‌دهد عملکرد اقتصادی دو فرآیند بسیار نزدیک و مشابه با یکدیگر است. بیلان انرژی منابع ورودی و خروجی در تولید بیوگاز از یک هکتار یونجه و شبدر نیز محاسبه شد و شاخص کارآیی انرژی برای فرآیند تولید بیوگاز از یونجه و شبدر به ترتیب برابر با 94/0 و 61/0 به‌دست آمد که نشان‌دهنده شرایط بهتر تولید بیوگاز از یونجه از نظر مصرف انرژی و بازده انرژی است. اثرات زیست محیطی در ارزیابی چرخه حیات فرآیند تولید یونجه و شبدر مورد بررسی قرار گرفت و در مورد هر دو محصول نتایج نشان داد که کود‌های مصرفی مانند کود اوره، کود ازته و کود فسفاته بیشترین تاثیر را در آلایندگی زیست‌محیطی دارند و پس از آن سوخت دیزل در رده بعدی قرار داشت. در مورد فرآیند تولید بیوگاز نیز ارزیابی چرخه حیات فرآیند نشان داد علوفه مورد استفاده بیشترین سهم را در ایجاد آلودگی‌های زیست محیطی دارد و سهم الکتریسیته و سوخت دیزل با اختلاف زیاد از اثرات علوفه مصرفی در رتبه های بعدی قرار می‌گیرند. بیوگاز که خروجی اصلی فرآیند است، بجز در شاخص مصرف آب (تاثیر مصرف آب بر سلامت انسان، اکوسیستم‌های خشکی و آبی) در هیچ شاخص دیگری اثر منفی زیست محیطی ایجاد نکرده است و کود تخمیری که فرآورده جانبی تولید بیوگاز می‌باشد، نه تنها هیچ اثر سوئی بر محیط زیست نداشته، بلکه با تبدیل ضایعات فرآیند به کود مناسب برای تغذیه خاک، در تمامی شاخص‌ها تاثیر مثبت نشان داده است. مقایسه دو فرآیند تولید بیوگاز با استفاده از هضم بی‌هوازی یونجه و شبدر از نظر تاثیر بر شاخص‌های زیست‌محیطی نشان داد در تمامی شاخص‌های مورد بررسی، تولید بیوگاز از یونجه با اختلاف زیاد نسبت به شبدر شرایط بهتری از نظر زیست محیطی دارد و این اختلاف در شاخص‌هایی مانند تخریب لایه ازن، یوتریفیکاسیون آبی و تخریب منابع معدنی بیشتر است.

به دلیل رشد روزافزون جمعیت جهان و تقاضای انرژی و بالا بودن اهمیت توجه به حفظ محیط زیست موجب شده که محققان توجه بیشتری نسبت به منابع انرژی‌های تجدید پذیر جهت جایگزین کردن سوخت‌های فسیلی که منابع تجدید ناپذیر انرژی استند، داشته باشند. انرژی خورشیدی نیز یکی از این منابع انرژی تجدید پذیر است که به وفور وجود دارد و قابل دسترس است. یکی از راه‌های استفاده از آن و تبدیل آن به انرژی الکتریکی استفاده از سامانه‌های فتوولتائیک است. اما یکی از مشکلات بزرگی که این سامانه‌ها با آن روبرو استند راندمان پایین آنها برای تبدیل انرژی الکتریکی است که با افزایش دمای‌سطح آنها این راندمان نیز کاهش می‌یابد، بنابراین برای بهبود راندمان سامانه‌های فتوولتائیک روش‌های مختلفی وجود دارد که یکی از این روش‌ها استفاده از سامانه خنک‌کاری است. خنک‌کردن موجب کاهش دمای‌سطح پنل می‌شود و این کار را می‌توان با استفاده از آب، باد و نانوسیال‌هایی که میزان جذب و انتقال حرارت بالایی دارند، انجام داد. در این پژوهش از سامانه غوطه‌وری که شامل یک محفظه شیشه‌ای به ارتفاع ۵ سانتی‌متر از آب و نانوسیال اکسیدمس با پایه آب مقطر در دو نسبت حجمی 05/0% و 025/0% و در دو دبی مختلف 01/0 و 02/0 لیتربرثانیه به عنوان سیال سرمایشی استفاده شد. با توجه به نتایج به دست‌آمده و مقایسه آنها با پنل شاهد در شرایط یکسان آزمایشگاهی، راندمان حرارتی و راندمان‌کل سامانه با خنک‌کننده اکسیدمس با نسبت حجمی 025/0% و دردبی 02/0 لیتربرثانیه بیشتر از آب به دست آمد. اما در این شرایط راندمان الکتریکی پنل‌شاهد بیشتر از پنل سامانه به دست آمد. بیشترین کاهش دما نیز در دبی 02/0 و در غلظت 025/0% که برابر با 80/11 درجه سلسیوس بود، ثبت شد. راندمان حرارتی در این حالت 69/94% بود که مقدار آن به اندازه 31/5% کاهش یافت که انتظار می‌رفت این مقدار افزایشی باشد. چون در حالت کلی با کاهش دمای‌سطح پنل راندمان افزایش می‌یابد اما دراین پژوهش نتیجه عکس بود که علت آن رنگ تیره نانوسیال اکسیدمس است، چون مانع از دریافت نورمفید خورشید توسط پنل می‌شود.

در این پژوهش، به بررسی روش خنک‌کردن سطح پنل خورشیدی با استفاده از آب و اتانول پرداخته شده است. به این شکل عمل شد که سطح پنل خورشیدی درون یک مایع خنک‌کننده با غلظت‌های مختلف غوطه‌ور شد. این مایع خنک‌کننده درون یک محفظه شیشه‌ای قرار داشت و به صورت چرخه‌ای در جریان بود. سپس، داده‌های به‌دست‌آمده از این آزمایش ها با استفاده از نرم‌افزار Excel 2019 تجزیه و تحلیل شد و نتایج به‌دست‌آمده برای تعیین بهترین نسبت غلظت برای خنک‌کردن سامانه مورد بحث و بررسی قرار داده شد. متوسط توان پنل شاهد در مقایسه با تمامی سیالات مختلف سامانه PV/T بالاتر بود. دلایل احتمالی آن مشابه دلایل راندمان الکتریکی است. توان ایجاد شده در سیال آب در بین سیالات مورد بررسی در سامانه PV/T، از همگی بیشتر بود. سپس در رده بعدی نسبت محلول حاوی 25 درصد الکل اتانول و آب قرار گرفت. در انتها، پایین‌ترین توان مربوط به نسبت محلول حاوی 50 درصد الکل اتانول و آب در بین حالات مختلف بود. بنابراین به نظر می‌رسد که اضافه کردن اتانول نه تنها باعث بالا رفتن توان سامانه نشده است، بلکه آن را پایین آورده است. با افزایش نسبت غلظت محلول اتانول و آب، توان کاهش یافته است. بنابراین به نظر می‌رسد که اتانول گزینه مناسبی به عنوان سیال برای سامانه غوطه‌ور نیست. مطابق نتایج ارزیابی چرخه زیست، در سامانه PV/T در بیشتر شاخص‌ها به‌جز سمیت انسان (سرطانی) و استخراج مواد معدنی، بیشترین تاثیر در آلایندگی مربوط به پنل فتوولتائیک بود. این بدین معنا است که در مرحله تولید پنل فتوولتائیک، بخش اصلی ایجاد آلایندگی سامانه PV/T مربوط به این مرحله است. 9/79 % آلاینده تابش یونیزه ناشی از پنل فتووتائیک بود.

افزایش روزافزون تولید پسماندهای شهری، روستایی و صنعتی و نحوه مدیریت و دفن این پسماند ها یکی از چالش های جوامع بشری می باشد. از سوی دیگر تقاضا برای انرژی و محدود بودن منابع انرژی فسیلی، توجه جوامع را به سوی انرژی های تجدید پذیر معطوف کرده است. بیو انرژی یکی از انواع انرژی های تجدیدپذیر است که از مواد آلی معروف به زیست توده تولید می شود. زیست توده اصطلاحی گسترده است و به طورکلی به ضایعات و بقایای گیاهی و حیوانی اطلاق می شود. در پژوهش حاضر، تولید بیوگاز از هضم بی هوازی ترکیب کود گاوی و بقایای محصولات گندم، جو و نخود (با نسبت 70:30) در مقیاس آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفت و سپس شاخص های اقتصادی، انرژی و چرخه حیات آن ارزیابی شد. تحلیل نتایج شاخص های اقتصادی نشان داد که از بین سه ترکیب مورد مطالعه، تولید بیوگاز از ترکیب ضایعات گندم و کود گاوی بیشترین میزان سودآوری و تولید بیوگاز از ترکیب ضایعات نخود و کود گاوی کمترین سودآوری را داشته است. بررسی شاخص های انرژی نشان داد در فرآیند تولید بیوگاز از هر تن ترکیب ضایعات نخود، گندم و جو با کود گاوی، نسبت انرژی خالص به ترتیب برابر با 649/1، 613/1 و 554/1 بود. همچنین در این فرآیند انرژی خالص استحصال شده برای هر تن ترکیب ضایعات نخود، گندم و جو با کود گاوی به ترتیب برابر با 4/12191، 4/11816 و 554/10956 مگاژول بود. به عبارت دیگر، تولید بیوگاز از ترکیب ضایعات نخود با کود گاوی بهترین نتایج و ترکیب ضایعات جو با فضولات دامی ضعیف ترین نتایج را از دیدگاه تحلیل انرژی به خود اختصاص داده اند. اثرات ارزیابی پیامد چرخه حیات (LCIA) در فرآیند تولید بیوگاز در سه سناریوی مختلف ترکیب ضایعات گندم، جو و نخود با کود دامی با بررسی شاخص های میانی و اصلی مورد ارزیابی قرار گرفت. مطابق نتایج به دست آمده، ترکیب ضایعات نخود با کود گاوی نسبت به دو ترکیب دیگر بیشتر دوستدار محیط زیست بوده و سناریوی مناسب تری از دیدگاه ارزیابی چرخه حیات می باشد.

در این مطالعه، تاثیر استفاده از مواد تغییر فاز دهنده در خشک کن کابینتی بر عملکرد حرارتی و راندمان خشک کردن مورد بررسی قرار گرفت. سه موقعیت مربوط به مواد تغییر فاز دهنده در داخل کابینت شامل قرارگیری در طبقه پایین، طبقه میانی و طبقه بالا در نظر گرفته شد و نتایج با یکدیگر مقایسه شد. مطابق نتایج تجربی، مصرف انرژی ویژه برای خشک کردن ورقه های گوجه فرنگی بین MJ/kg 87/14 - 32/11 بود. زمان خشک شدن ورقه ها با استفاده از مواد تغییر فاز دهنده در طبقه پایین خشک کن کابینتی نسبت به سایر حالت ها کاهش یافت. بر اساس موقعیت مواد تغییر فاز دهنده، راندمان کلی حرارتی خشک کن کابینتی از 23/35 تا 92/38 درصد برای موقعیت های مختلف از مواد تغییر فاز دهنده متغیر بود. شبیه سازی با روش دینامیک سیالات محاسباتی سامانه به وسیله نرم افزار Ansys 2015 انجام شد و نشان داد که عملکرد حرارتی خشک کن کابینتی را می توان با دقت مناسبی پیش بینی نمود (95/0

کاربرد نهاده‎ های آلی در کشاورزی پایدار یکی از مهمترین مولفه های دستیابی به حاصلخیزی خاک و تغذیه مناسب گیاه می باشد. استفاده از این نهاده ها علاوه بر تامین سلامت گیاهان دارویی، موجب حفظ سلامت محیط زیست نیز می گردد. این پژوهش به منظور ارزیابی کود آلی ، شیمیایی و اسید هیومیک بر خصوصیات کمی و کیفی سیاهدانه (Nigella sativa L.) در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه کردستان انجام شد.در این راستا آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با دو تیمار و سه تکرار در سال 1400 در دانشگاه کردستان بر روی گیاه دارویی سیاهدانه انجام شد. تیمار ها شامل کود (شاهد، تخمیری، شیمیایی) و اسید هیومیک (400، 200، 0 میلی گرم در لیتر) که به صورت محلول پاشی در سه مرحله قبل از ساقه رفتن و بعد از آن در فواصل 10 و 20 روز بعد از آن انجام شد.کود تخمیری تولید شده با استفاده از ضایعات سیب زمینی و آب و کود دامی که قبل از کاشت به زمین داده شد. کود های شیمیایی قبل از کاشت و در طول دوره رشد به گیاه داده شد. نتایج نشان داد که استفاده از کودآلی سبب افزایش رشد رویشی و زایشی در گیاه سیاهدانه شد. همچنین استفاده از اسید هیومیک 400 میلی گرم در لیتر سبب بهبود اسانس و عملکرد روغن در این گیاه گردید.

سیب یکی از محصولاتی است که ضایعات آن هم در مرحله برداشت و هم فرآوری های پس از برداشت قابل توجه است. توت فرنگی نیز محصولی حساس است که آسیب هایی همچون لهیدگی حین حمل و نقل باعث تلفات در محصول می شود. ساقه و برگ این محصولات نیز تولید ضایعات می کند و می تواند به عنوان منبع زیست توده در تولید بیوانرژی مورد توجه قرار گیرد. فضولات دامی نیز از دیگر منابع زیست توده است که انباشتگی آن در محیط سبب ایجاد بوی نامطبوع، ازدیاد حشرات و انتقال آلودگی های مختلف به انسان می شود. بیوگاز یکی از انواع بیوانرژی است که از هضم بی هوازی منابع زیست توده تولید می شود. بخش عمده ضایعات محصولات باغی را مواد لینگوسلولزی تشکیل می دهد که دیر هضم هستند و در فرآیند هضم به-راحتی تجزیه نمی شوند. انواع روش های پیش فرآوری برای افزایش تجزیه پذیری ضایعات و افزایش تولید بیوگاز مورد استفاده قرار داده می شوند. در پژوهش حاضر، سه روش پیش فرآوری شامل روش فیزیکی خرد کردن، روش حرارت دهی با مایکروویو و روش شیمیایی استفاده از هیدروکسید سدیم بر روی ترکیب ضایعات سیب و توت فرنگی اعمال گردید. سپس ضایعات پیش فرآوری شده با فضولات دامی ترکیب شده و در شرایط هضم بی هوازی به مدت 25 روز در محدوده دمایی ترموفیلیک و در یک غلظت یکسان خوراک داخل هاضم های ناپیوسته تغذیه شدند. آزمایشات بر مبنای طرح کاملاً تصادفی، هر تیمار در سه سطح و در سه تکرار انجام شدند و داده های به دست آمده با استفاده از نرم افزار SPSS تحلیل شدند. نتایج حاصل از آزمایشات، مقدار بیوگاز تولیدی از روش های مختلف شامل بدون پیش فرآوری، پیش فرآوری خرد کردن، حرارت دهی با مایکروویو و روش هیدروکسیدسدیم را به ترتیب برابر با 606، 639، 772 و 915 میلی لیتر نشان داد. نتایج تجزیه واریانس تفاوت معنی دار بین روش های مختلف پیش فرآوری را گزارش کرد. روش پیش فرآوری خرد کردن تفاوت معنی داری با نتایج آزمایش بدون پیش-فرآوری نداشت. روش پیش فرآوری شیمیایی با هیدروکسید سدیم بیشترین تاثیر را بر میزان بیوگاز تولیدی داشت و می تواند به عنوان روشی مطلوب برای پیش فرآوری ضایعات مذکور پیشنهاد شود.

به منظور مطالعه اثر کودهای آلی و شیمیایی بر عملکرد و کیفیت دانه کتان روغنی (.Linum usitatissimum L) آزمایش زراعی در بهار 1398 در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه کردستان انجام شد. این پژوهش در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با 10 تیمار و سه تکرار اجرا شد. تیمارهای آزمایش شامل شاهد، کود شیمیایی، کود دامی، کود تخمیری، اسید هیومیک، کود دامی + اسیدهیومیک، کود تخمیری + اسیدهیومیک، کود شیمیایی+ اسید هیومیک، کود دامی + کود شیمیایی و کود تخمیری + کود شیمیایی بودند. بررسی نتایج نشان داد استفاده از تیمارهای کودی بر ارتفاع بوته، تعداد شاخه فرعی، تعداد کپسول در بوته، عملکرد بیولوژیک، عملکرد دانه، شاخص برداشت، درصد روغن و عملکرد روغن تاثیر معنی داری داشت. تیمار کود شیمیایی بالاترین مقادیر ارتفاع بوته و عملکرد بیولوژیک را به خود اختصاص داد. بالاترین عملکرد متعلق به تیمارهای تلفیقی اسید هیومیک +کود شیمیایی و کود دامی +کود شیمیایی بود. بیشترین درصد روغن دانه کتان از تیمارهای تلفیقی کود تخمیری و اسید هیومیک به دست آمد. هم چنین تیمارهای تلفیقی کود آلی و شیمیایی موجب افزایش معنی دار عملکرد روغن نسبت به تیمار کود شیمیایی شد. بنابراین کاربرد کودهای تلفیقی می تواند در راستای نیل به اهداف کشاورزی پایدار که یکی از اهداف مهم آن کاهش مصرف کودهای شیمیایی است، بسیار سودمند باشد.

انتخاب تعداد بهینه و اندازه مناسب ماشین های کشاورزی و همچنین سرمایه گذاری صحیح در این زمینه از مسائل اصلی مکانیزاسیون کشاورزی می باشد. این پژوهش جهت بهینه سازی اندازه و تعداد ماشین های کشاورزی مورد نیاز در شهرستان سقز انجام شده است. انتخاب تراکتورهای مورد نیاز در مزارع براساس حجم عملیات، میزان زمان در اختیار و هزینه های ثابت و متغیر ناشی از هر ماشین انجام می گیرد. روشی که ملاحظات اقتصادی و ملاحظات فنی را به طور هم زمان در نظر داشته باشد روش برنامه ریزی خطی یا غیرخطی می باشد. در این پژوهش از یک مدل غیرخطی با هدف حداقل سازی هزینه کل شامل هزینه های ثابت و متغیر سامانه ی ماشینی مورد نیاز می باشد. تابع هدف آن شامل هزینه های ثابت و متغیر ادوات شخصی و هزینه اجاره در ادوات اجاره ای می باشد و محدودیت ها در سه گروه طبقه بندی شدند. از نرم افزارLINGO8 برای تحلیل مدل،از نرم افزار SPSS برای تحلیل آماری و از نرم افزار Decisions Super برای اولویت بندی مناطق مورد مطالعه بر اساس شاخص های مکانیزاسیون با استفاده از روش تحلیل سلسله مراتبی استفاده شد. زمان در اختیار برای انجام فعالیت های لازم از مهم ترین فاکتورهای تاثیرگذار بر تعداد ماشین ها و هزینه کل آن ها می باشد. لذا از سطوح احتمال روزهای کاری0، 75 و 90 درصد در دو بخش استفاده از ماشین های شخصی و ترکیب ماشین های شخصی و اجاره ای در قالب 4 سناریو استفاده شد. نتایج نشان داد که با کاهش تعداد روزهای کاری، تعداد تراکتورهای مورد نیاز افزایش و بین تعداد موجود و تعداد بهینه آن ها تفاوت وجود دارد. سطح احتمال 75 درصد به عنوان سطح قابل قبول مبنای تصمیم گیری در نظر گرفته شد. کمترین هزینه کل مربوط به سناریوی سطح احتمال 75 درصد در استفاده از ترکیب ماشین ها شخصی و اجاره ای به دست آمد. هرچند در این سناریو سطح مکانیزاسیون نسبت به سطح موجود کاهش یافته است اما چون هدف حداقل کردن هزینه است، پس این سناریو به عنوان برنامه بهینه انتخاب شد. همجنین عامل سواد، سابقه فعالیت کشاورزی و سابقه استفاده از ماشین های کشاورزی در استفاده بهینه و اقتصادی از ماشین ها می تواند موثر باشد. نهایتا در روش تحلیل سلسله مراتبی، براساس شاخص های سطح مکانیزاسیون، درجه مکانیزاسیون، توان اجرایی و بهره وری که به ترتیب مهم ترین و موثرترین شاخص ها در مطالعه وضعیت مکانیزاسیون اقتصادی هستند مشخص شد که به ترتیب مناطق سرا، صاحب، میرده، سنته و سرشیوبر وضعیت مکانیزاسیون شهرستان تاثیر مستقیم دارند.

یونجه یکی از گیاهان علوفه ای و از اصلی ترین مواد غذایی جهت تغذیه دام است و سطح زیادی از زمین های کشاورزی به کشت این محصول اختصاص دارد. با توجه به اینکه یونجه در طول دوره ی رشد خود دارای چندین برداشت است، لذا دروگر ها دارای اهمیت ویژه ای برای کشاورزان هستند. هدف از تحقیق حاضر، ارزیابی و بهینه سازی عملکرد دروگر استوانه ای می باشد که با طراحی دو نوع تیغه جدید و بررسی تاثیر نوع تیغه (طول لبه برنده تیغه)، سرعت پیشروی تراکتور و سرعت دورانی تیغه ها بر روی پارامترهایی از جمله میزان سوخت مصرفی، زمان انجام آزمایش، ارتفاع برش، افت ناشی از درو و شاخص آسیب انجام می گیرد. تیغه های مدل سازی شده در محیط نرم افزار Solid Works طراحی و در نرم افزار Ansys تحلیل تنش شدند. در فرآیند مدل-سازی پس از اعمال قید و نیرو به تیغه ها، تغییر شکل حاصل از نیرو به ازای چهار سطح رطوبتی محصول (10%، 20%، 40% و 80%) محاسبه و تحلیل تنش بر اساس معیار ون میسز برای تیغه ها بررسی شد. به منظور انجام آزمایش های مزرعه ای از دروگر دوار نوع استوانه ای ساخت شرکت پرچین کار مدل MC- 165 استفاده شد. تجزیه ی داده ﻫـﺎی آزﻣـﺎﯾﺶ با استفاده از روش سطح پاسخ و نرم افزار Design Expert 12 انجام شد. نتایج مدل سازی نشان داد که بیشترین تنش برای هر دو تیغه در لبه تیغه و در محلی نزدیک به تکیه گاه ایجاد می شود. همچنین با افزایش رطوبت محصول، میزان تنش بیشینه و تغییر شکل تیغه افزایش یافت. نتایج تجزیه واریانس نشان داد که سرعت پیشروی، سرعت دورانی تیغه و اثر متقابل سرعت پیشروی×سرعت دورانی به ترتیب در سطح احتمال 1% ، 5% و 1% دارای تاثیر معنی داری بر مصرف سوخت تراکتور بودند، اما طول لبه برنده تیغه و دیگر اثرات متقابل آن ها اثر معنی داری بر مصرف سوخت تراکتور نداشت. از بین پارامتر های مورد بررسی، تنها سرعت پیشروی در سطح احتمال 1% دارای تاثیر معنی دار بر زمان انجام آزمایش بود. همچنین هیچ یک از پارامترهای مستقل تاثیر معنی داری بر ارتفاع برش، افت برداشت و شاخص آسیب نداشتند. ارتباط بین متغیرهای مستقل و وابسته با استفاده از روش سطح پاسخ متغیرهای مستقل به شکل معادلات رگرسیونی درجه دوم مدل سازی شد و نقاط بهینه برای هر یک از این متغیرها به دست آمد که برای سرعت پیشروی مقدار 15 کیلومتر بر ساعت، برای سرعت دورانی 1596 دور در دقیقه و برای طول لبه برنده تیغه مقدار 115/6 سانتی متر بود.

کدوی آجیلی یکی از محصولاتی است که ضایعات بسیاری دارد و تنها دانه این محصول مورد استفاده قرار می گیرد و مابقی آن دور ریخته می شود. از این رو می تواند به عنوان منبعی برای تولید بیوگاز در نظر گرفته شود. یکی دیگر از منابع مهم برای تولید بیوگاز، فضولات دامی است که تجمع آن در محیط دامداری برای مدت طولانی، باعث ایجاد بوی نامطبوع و ازدیاد حشرات و انتقال آلودگی های مختلف می شود. در این پژوهش به منظور مدل سازی و بهینه سازی تولید بیوگاز از ترکیب ضایعات کدوی آجیلی و کود گاوی آزمایش هایی با استفاده از سه نسبت ترکیب ضایعات به کود گاوی ( 10:90، 20:80، 30:70) در دو غلظت متفاوت خوراک انجام شد. سامانه استحصال تولید بیوگاز شامل 9 هاضم شیشه ای یک لیتری که درون حمام آب گرم قرار داده شدند برای انجام آزمایش ها طراحی و ساخته شد. میزان بیوگاز تولیدی به صورت روزانه از طریق روش جا به جایی آب انجام اندازه گیری شد. عوامل موثر در تولید بیوگاز از جمله نسبت کربن به نیتروژن، درصد کل ماده جامد و درصد کل ماده فرار نیز اندازه گیری شدند. برای مدل سازی بیوگاز تولیدی از سه مدل گومپرتز اصلاح شده، لاجستیک و تابع نمایی ماکزیمم در نرم افزار Matlab استفاده شد. با توجه به نتایج حاصل از دو سری آزمایش می توان بیان کرد که در سری اول آزمایش ها در مدت زمان ماند 32 روز و نسبت ترکیب ضایعات با آب 1:1 بیوگاز تولیدی عملکرد مناسبی نداشت. در حالی که با تغییر دادن غلظت خوراک و رقیق کردن آن ها با نسبت ترکیب ضایعات و آب 1:2 مقدار بیوگاز تولیدی رو به افزایش نهاد. مقدار بیوگاز تولیدی در هر دو سری آزمایش برای نسبت ترکیب ضایعات کدوی آجیلی و فضولات دامی 10:90 بیشتر از سایر ترکیبات بود. نتایج حاصل از مدل سازی نیز نشان داد که در سری اول آزمایش هیچکدام از مدل ها انطباق خوبی بر داده های حاصل از آزمایش نداشتند. در سری دوم آزمایش ها مدل های گومپرتز اصلاح شده و لاجستیک میزان تولید بیوگاز را نسبت به تابع نمایی ماکزیمم بهتر پیش بینی کردند و ضریب تبیین بالای آن ها (99%) نشان دهنده انطباق خوب این مدل ها بر داده های آزمایش بود.

حداکثر استفاده از منابع، افزایش حاصلخیزی خاک، کاهش اثرات زیست محیطی، کاهش احتمال زیان وافزایش تولید به ازای سطح زیر کشت باعث شده است تا کشت مخلوط مورد توجه بیشتری قرار بگیرد. با وجود این یکی از مشکلات اصلی در این نوع از عملیات کمبود ماشین آلات مناسب جهت کشت مخلوط است. در این تحقیق یک ردیف کار کشت مخلوط آفتاب گردان و چغندرقند طراحی و ارزیابی شد. یکی از واحدهای کارنده از روی تیرک افزار یک ردیف کار نیوماتیکی شش ردیفه چغندرقند با فاصله 50 سانتی متری بین ردیف ها برداشته و به جای آن کارنده حفره ساز طراحی شده در این تحقیق جایگزین شد. فاصله بین بذرهای چغندرقند 13 سانتی متر با عمق 4 سانتی متر و فاصله بین بذرهای آفتاب گردان 50 سانتی متر با عمق 12 سانتی متر درنظر گرفته شد. واحد کارنده نیوماتیکی آفتاب گردان شامل شاسی، واحد حفره ساز نیوماتیکی و واحد انتقال بذر می باشد. در ارزیابی مقدماتی، کارنده حفره ساز آفتاب گردان در سرعت های 3، 4 و 5 کیلومتر بر ساعت مورد آزمایش و بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که در سرعت های 4 و 5 کیلومتر بر ساعت عمق حفره ها به ترتیب به میزان 43/0 و 63/0سانتی متر کاهش می یابد در حالیکه در سرعت 3 کیلومتر در ساعت هیچ کاهش عمقی در ایجاد حفره مشاهده نشد.پس از الحاق واحد نیوماتیک کشت آفتاب گردان روی ردیف کار چغندر قند، کشت مخلوط در زمینی به ابعاد 21×30 متر در سرعت پیشروی 3 کیلومتر در ساعت صورت گرفت. نتایج نشان داد که کشت مخلوط تاثیر معنی داری بر افزایش عملکرد هر دو محصول دارد. عملکرد چغندرقند در کشت تکی 3/64 تن در هکتار و در کشت مخلوط 2/71 تن در هکتار بدست آمد. هم چنین عملکرد آفتاب گردان در کشت تکی76/4 تن در هکتار و عملکرد در کشت مخلوط 43/5 تن در هکتار به دست آمد.

جدا سازی یکی از فرآیند های مهم در عملیات برداشت محصولات کشاورزی می باشد. کدوی آجیلی محصولی با سطح زیر کشت نسبتاً قابل توجه در ایران است و در چند سال اخیر جدا سازی دانه های آن با استفاده از ماشین جدا سازی انجام می شود. یافتن روش هایی برای جدا سازی بهتر دانه ها از سایر مواد و بالا بردن درصد خلوص دانه های جدا شده و نیز کاهش تلفات دانه در ماشین جدا سازی از چالش-های مهم در این زمینه است. از این رو، هدف از تحقیق حاضر ارائه مدل های عملکردی دستگاه جدا کننده تخم کدوی آجیلی (درصد افت و درصد تمیزی دانه) و تعیین مقادیر بهینه پارامتر های عملیاتی برای جدا سازی تخم کدوی آجیلی رقم مشهدی بود. آزمایش ها با استفاده از روش سطح پاسخ و طرح مرکب مرکزی، با در نظر گرفتن سه سطح برای هر یک از پارامتر ها شامل فاصله استراحت پس از برداشت (0،3 و 6 روز)، قطر چرخ دنده محور واحد جدا کننده پوسته (168، 184و 200 میلی متر)، عرض لاستیک های ساینده (10، 13 و 16 سانتی متر)، نرخ تغذیه (8/10، 18 و 2/25 تن در ساعت) و سرعت دورانی محور توان دهی (350، 400 و 450 دور در دقیقه) انجام شدند. نرم افزار Design Expert 8.0.6 برای تجزیه و تحلیل داده های آزمایش مورد استفاده قرار گرفت. نتایج نشان داد پارامتر های قطر چرخ دنده محور در واحد جدا کننده پوسته، عرض لاستیک های ساینده و سرعت دورانی محور توان دهی در سطح احتمال 1% و نرخ تغذیه در سطح احتمال 5% بر متغیر های درصد افت دانه و درصد تمیزی دانه اثر معنی داری داشتند. تاثیر فاصله استراحت پس از برداشت بر درصد افت دانه در سطح احتمال 1% معنی دار بود اما بر درصد تمیزی دانه اثر معنی داری نداشت. عرض لاستیک های ساینده بیش ترین تاثیر را بر روی متغیر های پاسخ نشان داد. پس از بررسیاثر متغیر ها، رابطه بین متغیر های پاسخ و مستقل آزمایش به صورت مدل-های رگرسیونی درجه دوم ارائه شد. این مدل ها با ضرایب تبیین 9866/0 برای درصد افت دانه و 8565/0 برای درصد تمیزی دانه، قادر به پیش بینی مقادیر خروجی با استفاده از مقادیر ورودی داده شده می باشند. نتایج حاصل از بهینه سازی فرآیند جدا سازی دانه، نشان داد که مقادیر بهینه برای متغیر های زمان پس از برداشت، قطر چرخ دنده، عرض لاستیک های ساینده، نرخ تغذیه و سرعت محور توان دهی به ترتیب برابر با 3 روز، 184 میلی متر، 68/13 سانتی متر، 05/21 تن در ساعت و 450 دور در

با توجه به روند فزاینده افزایش جمعیت و منابع محدود، لازم است برنامه اقتصادی همه جانبه ای تدوین گردد. بخش کشاورزی و زیر مجموعه آن شامل دامپروری و پرورش طیور یکی از مواردی می باشد که در کوتاه مدت و با هزینه کمتر ما را به اهداف اقتصادی می رساند. بدین لحاظ نیاز به مدیریت چنین واحدهایی است تا با تاکید بر اصلاح نژاد طیور جهت بالارفتن راندمان تولید بهترین شرایط محیطی را فراهم نمایند. از این لحاظ که غذا در پرورش طیور بیشترین هزینه را دارد مساله عمده و اساسی است. هدف از این تحقیق تعیین سطوح بهینه اندازه سوراخ غربال، رطوبت دانه، نرخ تغذیه و تعداد چکش آسیاب چکشی برای چهار نوع دانه گندم، ذرت، سویا و جو در فرایند تولید خوراک برای طیور و تخمین نقطه عملکرد بهینه میزان درجه ریزی خوراک و ظرفیت کاری آسیاب بوده است. آزمایش ها با استفاده از روش سطح پاسخ با طرح مرکب مرکزی (CCD) انجام گردید. برای تجزیه و تحلیل داده های آزمایش از نرم افزار Design Expert 8.0.6 با در نظر گرفتن سه سطح برای هر یک از متغیر های مستقل استفاده شد. سطوح مورد نظر برای متغیر ها شامل اندازه سوراخ غربال (2، 2/3 و 4 میلی متر)، رطوبت دانه (10، 14و 18 درصد)، نرخ تغذیه (یک سوم، دو سوم و باز بودن کامل دریچه مخزن) و تعداد چکش (12، 18 و 24 عدد) بود. نتایج نشان داد برای درجه ی ریزی گندم، پارامترهای سوراخ غربال و تعداد چکش و برای ظرفیت کاری دانه گندم، هر چهار فاکتور و نیز اثرات متقابل سوراخ غربال و رطوبت، رطوبت و تعداد چکش در سطح یک درصد اثر معنی داری داشتند. برای ذرت سوراخ غربال، رطوبت و اثر متقابل سوراخ غربال و رطوبت بر درجه ریزی و برای ظرفیت کاری آن سوراخ غربال، رطوبت، نرخ تغذیه و اثر متقابل سوراخ غربال و رطوبت، رطوبت و نرخ تغذیه در سطح یک درصد معنی دار شد. برای درجه ی ریزی جو نیز، رطوبت در سطح یک درصد، اثر متقابل سوراخ غربال و رطوبت در سطح 5 درصد و برای ظرفیت کاری جو، رطوبت در سطح یک درصد، اندازه سوراخ غربال و اثر متقابل اندازه سوراخ غربال و رطوبت در سطح 5 درصد تاثیر معنی داری داشتند. دانه سویا به دلیل ساختار ضعیف و بافت نرمی که داشت، توانایی پاسخ گویی به رطوبت مورد نیاز آزمایش ها را نداشته و با اضافه کردن رطوبت نتایج ضعیفی به دست آمد. با استفاده از روش سطح پاسخ، متغیرهای مستقل به صورت معادله رگرسیونی درجه دوم مدل سازی شد

خاک ورزی به عنوان مرحله مقدماتی برای تولید محصولات کشاورزی، حجم بالایی از انرژی را مصرف می کند. با توجه به بحران انرژی و انتشار گازهای گلخانه ای ناشی از مصرف بی رویه سوخت های فسیلی تمام تلاش ها بر آن است که مصرف انرژی تا حد ممکن کاهش یابد. هدف از این تحقیق تعیین سطوح بهینه سرعت پیشروی، عمق شخم و عرض تیغه کولتیواتور مزرعه در فرایند خاک ورزی ثانویه و تخمین نقطه عملکرد بهینه انرژی مصرفی کولتیواتور با روش سطح پاسخ بوده و به این منظور از یک دستگاه کولتیواتور 9 شاخه ای استفاده شد. بررسی تاثیر عرض تیغه، عمق خاک ورزی و سرعت پیشروی بر مصرف سوخت و مقاومت کششی در مزرعه دوشان دانشگاه کردستان واقع در شهر سنندج انجام شد. در این تحقیق از تراکتور مسی فرگوسن 285 و تراکتور اونیورسال U650 در حین عملیات خاک ورزی استفاده شد.آزمایش ها با استفاده از روش سطح پاسخ مطابق با طرح مرکب مرکزی (CCD) با در نظر گرفتن سه سطح برای سرعت پیشروی تراکتور ( 3، 5 و 7 کیلومتر بر ساعت)، سه سطح عرض تیغه ( 5، 10 و 15 سانتی متر ) و سه نوع عمق خاک ورزی ( 6، 12 و 18 سانتی متر ) انجام گردید. از نرم افزار Design Expert 8.0.6 برای تجزیه و تحلیل داده های آزمایش استفاده شد. نتایج نشان داد که پارامترهای عرض تیغه، سرعت پیشروی، عمق خاک ورزی اثر معنی داری در سطح یک درصد بر مصرف سوخت و مقاومت کششی داشتند. تاثیر متقابل عمق×سرعت و عمق×عرض تیغه بر روی نیروی کششی در سطح احتمال یک درصد معنی دار شد. با استفاده از روش سطح پاسخ، متغیرهای مستقل به صورت یک معادله رگرسیونی مرتبه دوم مدل-سازی شد و نقاط بهینه این متغیرهای مستقل به دست آمد. در تعیین نقطه بهینه با مطلوبیت 98/0 درصد، در سرعت 7 کیلومتر بر ساعت، عمق خاک ورزی 6 سانتی متر و عرض تیغه 5 سانتی متر، اندازه گیری شد.

محدود بودن منابع انرژی تجدید ناپذیر، افزایش روز افزون جمعیت و گسترش صنایع از یک سو و آلودگی های زیست محیطی از سوی دیگر باعث شده که همه کشور ها توجه ویژه ای به انرژی های تجدید پذیر مانند انرژی های خورشیدی، بادی و بیوگاز داشته باشند. استفاده از بیوگاز به عنوان یک منبع انرژی نه تنها به دلایل اقتصادی بلکه به دلیل توسعه اقتصادی و زیست محیطی نیز جذاب است و از طرفی آن را عامل تسریع در رسیدن به توسعه پایدار می دانند. در این مطالعه به منظور طراحی همزن مکانیکی برای راکتور بیوگاز و شبیه سازی الگوی جریان از دینامیک سیالات محاسباتی استفاده شد. زمان اختلاط، الگوی جریان و عدد توان یک راکتور به طراحی همزن و نوع پروانه ی آن بستگی دارد. به عبارت دیگر، کارایی پروانه غالباً از طریق این پارامتر ها ارزیابی می گردد. که در این مطالعه از بررسی الگوی جریان استفاده شده است. برای بررسی طراحی بهینه نوع پروانه، سه نوع همزن توربینی شش تیغه ای با زاویه 45 درجه، همزن توربینی شش تیغه ای با زاویه 30 درجه و همزن توربینی چهار تیغه ای 45 درجه طراحی و ارزیابی شد. شبیه سازی با رویکرد مدل قاب مرجع چرخان (MRF )، مدل آشفتگی استاندارد k-ε به صورت پایا، سه بعدی و توسط نرم افزارFluent 15.0 انجام گرفت. معادلات حاکم به روش حجم محدود برای تمام دامنه محاسباتی سیستم حل گردید و برای شبیه سازی رفتار همزن در راکتور نیز از مدل قاب چرخان استفاده شد. هدف اصلی این تحقیق طراحی بهینه همزن مکانیکی برای اخـتلاط مناسب و کاهش فضا های مرده در راکتور مورد نظر می باشد. نتایج شبیه سازی نشان داد همزن توربینی شش تیغه ای با زاویه 45 درجه با جریان پایین رونده سبب افزایش اختلاط در کف راکتور و شدت اختلاط مناسب مواد داخل راکتور می شود. همچنین نتایج شبیه سازی نشان داد که این نوع همزن اختلاط مناسبی در مرکز راکتور و دیواره های جانبی آن ایجاد می کند و در نتیجه باعث کاهش فضای مرده و بهبود انتقال جرم و حرارت داخل راکتور خواهد شد. سپس راکتور با فضولات گاوی بارگیری شد و میزان تولید بیوگاز برای حالت های بدون همزن و هم زدن در سرعت های 40، 80 و 120 دور در دقیقه ثبت گردید. نتایج آزمایش ها نشان داد که تولید بیوگاز در سرعت هم زدن 80 دور بر دقیقه بیشترین عملکرد را دارد.

سه پارامتر سرعت پیشروی، عمق شخم و رطوبت خاک در انجام عملیات کشاورزی دارای اهمیت قابل توجهی هستند و جزء فاکتورهای تاثیرگذار در کیفیت خاک ورزی می باشند. در این مطالعه پارامترهای مصرف سوخت، نیروی کششی، توان مالبندی و لغزش چرخ های محرک بر عملکرد کششی تراکتور MF285طی عملیات شخم با گاوآهن برگردان دار سه خیش سوار شونده در خاکی با بافت رسی(50 درصد رس، 26 درصد سیلت، 24 درصد شن) مورد بررسی قرار گرفت.سپس با استفاده از نرم افزار آماری expert designنسخه 8 یک رابطه مناسب بین متغیر-های مستقل شامل سرعت حرکت (4، 5 و6کیلومتر بر ساعت)، عمق شخم (20 ،25 و30سانتی متر) ورطوبت خاک (12 ، 16 و 20درصد) و متغیر های وابسته ( نیروی کششی مورد نیاز دستگاه خاک ورز، توان مالبندی، مصرف سوخت و بکسوات) برقرار شد و یک روش بهینه خاک ورزی نیز با این نوع خاک ورز و تراکتور مورد نظر تعیین گردید. بهینه سازی به روش سطحپاسخ(RSM)انجام شد. به منظور بررسی ارتباط و تاثیر پارامترهای عملیاتی در تعیین درصد مطلوبیت سرعت پیشروی، رطوبت و عمق شخم از طرح بهینه (optimal)استفاده شد.داده های حاصل با استفاده از طرح مرکب مرکزی در سه تکرار مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج تجزیه و تحلیل آماری نشان داد، عوامل عمق شخم، رطوبت خاک و سرعت پیشروی بر روی تمامی چهار متغیر وابسته در سطح احتمال 1درصد معنی دار است، تاثیر متقابل سرعت و رطوبت بر روی لغزش چرخ های محرک و توان مالبندی در سطح احتمال 5 درصد معنی دار شد. سپس با استفاده از همین روش سطح پاسخ، متغیرهای مستقل به صورت یک معادله رگرسیونی مرتبه دوم مدل سازی شد و نقاط بهینه این متغیرهای مستقل به دست آمد. در تعیین نقطه بهینه سرعت، عمق و رطوبت خاک، بیشترین درصد مطلوبیت704/0 در سرعت 08/5 کیلومتربرساعت، عمق 20 سانتی متر و رطوبت خاک41/16 درصد اندازه گیری شد.