ماشین های کشاورزی
سال:1397 | دوره:8 | شماره:1 (پیاپی 15) |تعداد مقالات:18

پژوهش حاضر به دنبال روشی ساده و کاربردی به منظور استفاده در شرایط مزرعه ای به صورت بی درنگ برای تخمین خصوصیات کیفیت تغذیه ای محصول یونجه می باشد. این خصوصیات برای تهیه لایه نقشه تغییرپذیری کیفیت محصول و نیل به اهداف کشاورزی دقیق مورد نیاز است. پژوهش های پیشین نشان دادند که آزمون های برشی استاندارد در شرایط کنترل شده آزمایشگاهی (رطوبت محصول و قطر ساقه ها) قادر به پیش گویی برخی شاخص های کیفیت تغذیه ای هم چون فیبر خام است، در پژوهش حاضر که در دو بخش انجام شد، در بخش نخست شرایط متفاوتی از سرعت بارگذاری و شرایط محصول اعم از چرخه رشد سالیانه یونجه (یک ساله، دو ساله، سه ساله و پنج ساله) و زمان برداشت در فصل رشد (چین سوم و چین پنجم) برای انجام آزمون برش استفاده شد. در بخش دوم این پژوهش تحقیقات تکمیلی به منظور بررسی امکان به کارگیری روش برشی در مورد سایر عوامل موثر بر کیفیت تغذیه ای در آمریکا برروی پنج رقم یونجه و سه سطح نرخ کاشت در فصل زراعی سال 2014 انجام شد. نتایج نشان داد تغییرات میانگین انرژی برشی ویژه در سطوح مختلف چرخه رشد سالیانه، زمان برداشت و نرخ کاشت به طور معنی داری در سطح احتمال 95% تغییر کرده است. عامل رقم محصول تاثیر معنی داری بر تغییرات انرژی برشی ویژه نشان نداد. همچنین آزمون رگرسیون و هم بستگی نشان داد انرژی برشی ویژه بهترین همبستگی را با شاخص های مرتبط با فیبر خام داشته است (0/66=R2). روند تغییرات انرژی برشی ویژه نسبت به شاخص های کیفیت تغذیه ای در بخش های اول و دوم پژوهش حاظر مشابه نتایج تحقیقات گذشته بود. این روش می تواند روشی سریع برای تخمین خصوصیات کیفیت تغذیه ای علوفه باشد.

مبارزه هدفمند با علف های هرز یکی از اهداف اصلی در کشاورزی دقیق می باشد. یکی از روش هایی که مبارزه هدفمند را اجرایی می کند استفاده از سیستم های بینایی ماشین می باشد. به همین دلیل در این مطالعه یک سیستم بینایی ماشین مبتنی بر طبقه بند هیبرید شبکه عصبی مصنوعی– الگوریتم شبیه سازی تبرید-الگوریتم ژنتیک به منظور سم پاشی خاص مکانی براساس فیلم برداری در مزرعه ارائه گردید. به منظور آموزش الگوریتم سیستم بینایی ماشین، فیلم برداری از مزارع سیب زمینی رقم مارفونا واقع در استان کرمانشاه که در هفته ششم از مرحله رشد بودند انجام گرفت. مساحت مربوط به این مزارع 4 هکتار بود. در این مزارع دو نوع علف هرز با عناوین گل گندم و پنیرک وجود داشتند. به منظور بررسی پیچیده ترین شرایط کاری سیستم بینایی ماشین، پلتفرم با سرعت 103/0 متر بر ثانیه در شرایط نور طبیعی مزرعه ای یعنی شدت نور 1820 لوکس فیلم های مزرعه ای را جمع آوری کرد. در نهایت از ویدئوهای مزرعه ای 2581 شی ء (به پیکسل های به هم پیوسته در یک فریم شیء گفته می شود) استخراج گردید که 1806 شیء جهت آموزش الگوریتم سیستم بینایی ماشین و 775 شیء باقیمانده جهت تست آن مورد استفاده قرار گرفت. از میان 206 خصوصیت استخراجی از هر شی، 6 خصوصیت مولفه دوم اضافی در فضای رنگی YCbCr، شاخص سبز منهای آبی فضای رنگی RGB، مجموع آنتروپی همسایگی 45 درجه، مومنت قطری همسایگی صفر درجه، آنتروپی همسایگی 45 درجه، شاخص مولفه سوم اضافی فضای رنگی CMY با استفاده از روش هیبرید ANN-PSO انتخاب شدند. نتایج نشان داد که سیستم طبقه بند با دقت 61/99 درصد قادر به طبقه بندی نمونه های مربوط به سه کلاس گیاه سیب زمینی، گل گندم و پنیرک می باشد.

ایجاد پوششی از مواد مختلف در اطراف بذر یکی از اقداماتی است که امروزه برای ارتقاء کیفیت بذر مورد استفاده قرار می گیرد. اصلاح شکل و اندازه بذرها برای کاشت دقیق، فراهم کردن مواد مغذی ماکرو و میکرو از بدو جوانه زنی بذر و مبازره با آفات و بیماری ها، اهدافی هستند که همگی به وسیله ایجاد پوششی در اطراف بذر با مواد مناسب تحقق می یابد. متداول ترین روش ایجاد پوشش در اطراف بذر، استفاده از پوشش دهنده دوار است. هدف این تحقیق بررسی فناوری ایجاد پوشش و تعیین پارامترهای موثر بر کیفیت آن، است. این تحقیق بر اساس آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با سه فاکتور و سه تکرار اجرا شد. فاکتورها عبارتند از 1-فاصله عمودی نصب افشانک از بستر بذر در دو سطح 150 و 300 میلی متر، 2-موقعیت نصب افشانک در دو سطح «نصب در فاصله یک چهارم قطر بالاتر از مرکز استوانه» و «نصب در مرکز استوانه» و 3-نسبت اختلاط چسب پلی وینیل پیرولیدون در سه سطح 50، 75 و 100 گرم در یک کیلوگرم کائولن. نتایج نشان داد که اثر فاصله افشانک از بستر دانه ها بر هر سه صفت اندازه گیری شده در سطح احتمال 1% معنی دار بود و با افزایش فاصله از 150 میلی متر به 300 میلی متر، استحکام فیزیکی پوسته از 22/8 به 21/4 نیوتن و درصد خطا از 4/1 به 2/1 درصد کاهش و جوانه زنی از 71/3 به 73/4 درصد افزایش یافت. اثر میزان مصرف چسب بر هر سه صفت اندازه گیری شده در سطح 1% معنی دار بود و افزایش مصرف چسب، از 5 درصد وزنی تا نهایتا 10 درصد وزنی، استحکام فیزیکی پوسته را از 13/9 به 29/1 نیوتن و درصدخطای پلت را از 2/1، به 4/2 درصد افزایش و جوانه زنی را از 90/4، به 53/2 درصد کاهش داد.

گندم به عنوان اصلی ترین منبع غذایی و فرآورده ای استراتژیک در ایران بوده که سالیانه مقادیر زیادی از آن در مراحل کاشت، برداشت، انتقال و نگهداری و نهایتا در مرحله تغییر و تبدیل و مصرف از بین می رود. بنابراین به کارگیری تنظیمات مناسب و دقیق به منظور کاهش تلفات در مرحله برداشت ضروری است. هدف از این پژوهش، پیش بینی درصد ریزش دانه گندم در یک دماغه کمباین شبیه سازی شده با استفاده از تحلیل ابعادی بود. سه عامل اثرگذار بر ریزش دانه در دماغه که در این تحقیق مورد بررسی قرار گرفتند عبارت بودند از: سرعت چرخ و فلک در سه سطح 21، 25 و 35 دور بر دقیقه، سرعت پیشروی در سه سطح 2، 3 و 4 کیلومتر بر ساعت و ارتفاع برش در سه سطح 15، 25 و 35 سانتی متر. آزمایش ها به صورت فاکتوریل بر مبنای طرح بلوک های کامل تصادفی و در سه تکرار انجام گرفتند. از نتایج حاصل از تجزیه واریانس جهت نشان دادن اختلافات معنی دار بین مقادیر اندازه گیری شده و پیش بینی شده ریزش دانه استفاده شد. نتایج حاصل از آزمون F در سطح احتمال 5 درصد برای معادله حاصل از تحلیل ابعادی نشان داد که اختلاف معنی داری بین نتایج اندازه گیری شده و پیش بینی شده ریزش دانه در دماغه شبیه ساز وجود ندارد. کمینه درصد ریزش دانه در دماغه شبیه ساز معادل 1/4 درصد با سرعت دورانی چرخ و فلک 25 دور بر دقیقه و سرعت پیشروی 2 کیلومتر بر ساعت تعیین شد.

یکی از روش های اصلاح کیفیت فیزیکی خاک های مزارع نیشکر، افزودن باگاس و فیلترکیک (از محصولات جانبی کارخانه تولید شکر) به خاک است. هدف از انجام این پژوهش، بررسی تاثیر افزودن بقایا (باگاس و فیلترکیک) در دو سطح 1 و 2 درصد بر مقاومت فشاری یا تنش پیش− تراکمی (σ pc) یک خاک لوم رسی سیلتی تهیه شده در دو سطح رطوبت نسبی PL0/9 و PL1/1 (PL: حد خمیری) و تحت دو فرآیند با و بدون تر و خشک شدن بود. تنش پیش− تراکمی خاک به روش آزمایش نشست صفحه ای (PST) اندازه گیری شد. نتایج نشان داد در هر دو سطح رطوبت و هر دو حالت با و بدون تر و خشک شدن، افزودن بقایا به خاک موجب کاهش σ pc گردید. در تیمارهای بدون بقایا (شاهد)، افزایش رطوبت نسبی از PL0/9 به PL1/1، موجب کاهش شدید σ pc گردید (36% کاهش در مقابل 4% برای خاک تیمارشده با بقایا) که نشانگر کم بودن ماده آلی و پایداری کم ساختمان خاک مورد آزمایش می باشد. اگرچه افزودن بقایا موجب کاهش σ pc گردید، اما نوع و درصد بقایا و رطوبت مورد استفاده در این پژوهش تغییر معنی داری در σ pc نمونه هایی که با بقایا تیمار شده بودند ایجاد نکرد. بنابراین، برای جلوگیری از تراکم مجدد و بهبود ساختمان خاک، پیشنهاد می شود که از سیستم کنترل ترافیک با مسیرهای دائمی برای تردد ماشین ها در مزارع نیشکر استفاده شود و بقایا (پس از شورزدایی) به نوارهایی که تحت کشت قرار می گیرند، افزوده شود.

نیشکر با سطح زیر کشت 110 هزار هکتار یکی از مهم ترین محصولات کشاورزی-صنعتی کشور است. فرآیند تولید این محصول، ضایعات بالایی به دنبال دارد. بخشی از این ضایعات مربوط به شرایط تولید محصول در مزرعه و بخشی مربوط به فرآوری تولید شکر از نیشکر در کارخانه است. هدف از این مطالعه، بررسی، شناسایی و اولویت بندی منابع ایجاد ضایعات طی فرآیند تولید نیشکر و ارائه راهکارهای کاهش ضایعات می باشد. برای یافتن منابع ایجاد ضایعات طی فرآیند تولید محصول نیشکر از طریق مصاحبه و نظرخواهی از کارشناسان و متخصصان واحدهای تولیدی در کشت و صنعت ها درباره منابع ایجاد ضایعات در طی فرآیند تولید اقدام شد. با توجه به نتایج حاصله، منابع ایجاد ضایعات به صورت مراحل امور زیربنایی و تهیه زمین، کاشت، داشت، برداشت، حمل نی، بازرویی و صنعت طبقه بندی شد. به منظور اولویت بندی این منابع از فرآیند تحلیل سلسله مراتبی (AHP) استفاده شد. بدین منظور، داده ها با تکمیل پرسشنامه هایی توسط 32 نفر از متخصصان و کارشناسان شرکت توسعه نیشکر و صنایع جانبی خوزستان در سال زراعی 95-1394 جمع آوری شد. اساس کار، اولویت بندی منابع ایجاد ضایعات در فرآیند تولید نیشکر از طریق تخصیص وزن نسبی به معیارها و گزینه ها با توجه به نظرهای ارائه شده در پرسش نامه ها بود. با استفاده از نرم افزار Expert choice تحلیل سلسله مراتبی انجام گرفت. نتایج نشان داد که مرحله برداشت مهم ترین منبع است. حمل نی، فرآوری پس از برداشت و صنعت، مرحله کاشت، مرحله داشت، مرحله بازرویی و مرحله تهیه زمین به ترتیب در رتبه های بعدی قرار گرفتند.

کاهش دما در محصولات باغبانی به وسیله عمل پیش خنک کاری باعث کاهش تنفس و فعالیت میکروارگانیسم ها و افزایش کیفیت محصول می شود. استفاده از هوای فشرده برای خنک کاری محصولات زیادی از جمله محصولات نیمه گرمسیری مثل انار انجام می شود. به همین منظور، در پژوهش حاضر سرعت جریان هوای سرد به عنوان یکی از فاکتورهای تاثیرگذار بر خنک کردن محصول در سه سطح 0/5، 1 و 1/3 متر بر ثانیه و دمای 7/2 درجه سانتیگراد در نظر گرفته شد. متغیرهای سرد شدن شامل فاکتور تاخیر، ضریب سرد شدن از داده های آزمایشی محاسبه و سپس زمان نیمه سرد شدن و هفت-هشتم سرد شدن در مرکز و لایه پوست انار به دست آمد. غیریکنواختی سرد شدن، شدت خنک کنندگی لحظه ای و ضریب انتقال حرارت همرفتی نیز در این دو لایه و در سرعت های مختلف تجزیه و تحلیل گردید. نتایج نشان داد که افزایش سرعت هوا از 0/5 به 1/3 متر بر ثانیه باعث کاهش زمان نیمه سرد شدن و هفت-هشتم سرد شدن می گردد. بعد از 5000 ثانیه، تغییرات سرعت اثر کمی بر کاهش دمای مرکز و پوست انار بر جای گذاشت. غیریکنواختی سرد شدن در سرعت 0/5 متر بر ثانیه کم، در سرعت 1 متر بر ثانیه افزایش و در نهایت، در سرعت 1/3 متر بر ثانیه کاهش یافت. افزایش سرعت جریان هوای سرد باعث افزایش ضریب انتقال حرارت همرفتی شد که حداکثر این ضریب در سرعت 1/3 متر بر ثانیه به دست آمد. نتایج نشان داد که افزایش سرعت (در این آزمایش از 0/5 تا 1/3 متر بر ثانیه)، می تواند دو هدف سرعت خنک کاری (کاهش زمان نیمه و هفت-هشتم سرد شدن) و افزایش یکنواختی توزیع دما در انار را تامین نماید.

ماشین های کشاورزی مختلف برای انجام عملیات کشاورزی باید از یک سر مزرعه روی مسیرهای موازی که کل سطح مزرعه را می پوشانند، حرکت کرده و به انتهای مزرعه برسند، شروع مسیر بعدی پس از دور زدن و از مسیر کناری، داخل مزرعه انجام خواهد شد. یکی از مشکلات اصلی الگوهای حرکت متداول در مزرعه، اتلاف زمانی دور زدن در انتهای مزرعه است که تاثیر شگرفی در کاهش بازده مزرعه ای خواهد داشت. الگوهای مرسوم مختلفی برای نحوه حرکت ماشین در مزرعه به کار گرفته می شود که از جمله می توان به الگوی تردد پیوسته، مارپیچ، دور تا دور و بلوک بندی اشاره کرد. تمام این الگوها در راستای کاهش مقدار مسافت غیرمفید طی شده هنگام دور زدن سر مزرعه ابداع شده اند. هدف از این پژوهش، کاهش مسافت غیرمفید طی شده توسط ماشین های کشاورزی، حین دور زدن در منطقه سرمزرعه برای حرکت از یک مسیر به مسیر بعدی با استفاده از الگوریتم ژنتیک و به تبع آن افزایش بازده مزرعه ای می باشد. در این مقاله با استفاده از الگوریتم ژنتیک، الگویی بهینه برای حرکت ماشین های کشاورزی در مزرعه مستطیلی شکل شبیه سازی و در نهایت این الگوی بهینه در قالب نمودار با الگوهای سنتی مقایسه شده است. پیروی از الگوی تردد بهینه به کمک الگوریتم هوشمند ژنتیکی با اجتناب از روش های دور زدن طولانی، باعث کاهش مسافت و زمان غیرمفید طی شده توسط ماشین های کشاورزی و افزایش بازده مزرعه ای آنها گردید. نتایج شبیه سازی نشان داد که الگوی بهینه قادر است به طور میانگین 45% در مسافت غیرمفید و 47% در زمان غیرمفید، صرفه جویی نماید.

یکی از مخرب ترین آثار تردد ماشین در مزرعه ایجاد تراکم در خاک های کشاورزی است. تراکم خاک های کشاورزی موجب افزایش مقاومت مکانیکی خاک، کاهش ریشه دوانی گیاه و نهایتا کاهش عملکرد محصول می شود. مدل سازی سیستم های اکولوژیک توسط روش های متداول مدل سازی، به دلیل ماهیت پیچیده آنها در صورت امکان نیز بسیار مشکل است. سیستم های هوش مصنوعی و محاسبات نرم به واسطه سادگی و دقت بالا با یک بار تعریف یا آموزش بسیار مورد توجه هستند. هدف از انجام این تحقیق مدل سازی سیستم تراکم خاک تحت تاثیر رطوبت خاک، سرعت پیشروی ماشین و عمق خاک توسط شبکه های عصبی مصنوعی پرسپترون چندلایه بود. در این پژوهش، رطوبت خاک در پنج سطح 11%، 13/5%، 16%، 19% و 22%، میانگین سرعت پیشروی ماشین در پنج سطح 1، 2، 3، 4 و 5 کیلومتر بر ساعت و عمق های مختلف خاک در سطوح 20، 25، 30، 35 و 40 سانتی متر در نظر گرفته شد. داده های تجربی در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه محقق اردبیلی به صورت آزمایش فاکتوریل در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی در پنج سطح رطوبت، سرعت پیشروی و عمق خاک در سه تکرار به دست آمدند. شبکه عصبی پرسپترون با پنج نرون در لایه پنهان با تابع انتقال سیگموییدی و تابع انتقال خطی برای نرون خروجی برای مدل سازی طراحی و آموزش داده شد. مقایسه نتایج مدل و نتایج تجربی نشان دهنده ضریب تبیین 0/99 =R2 بین این مقادیر بود. مقدار میانگین مربعات خطای مدل و درصد میانگین مطلق خطای سیستم به ترتیب برابر 0/17 و 0/29 درصد به دست آمدند که نشان از دقت بالای مدل شبکه عصبی در تخمین مقادیر تراکم خاک دارد.

این مطالعه با هدف ارزیابی چرخه زندگی تولید یونجه و همچنین مدل سازی میزان شاخص پتانسیل گرمایش جهانی بر اساس نهاده های ورودی به کمک سامانه انفیس چندلایه انجام گرفت. داده های اولیه از طریق مصاحبه رو در رو با کشاورزان یونجه کار روستاهای شهرستان بوکان و پر کردن 75 پرسشنامه تخصصی جمع آوری شد. دروازه مزرعه و یک هکتار زمین زراعی به ترتیب به عنوان مرز سامانه و واحد عملکردی انتخاب شدند. به منظور ارزیابی اثرات زیست محیطی از نرم افزار سیماپرو نسخه 8. 2. 3. 0 استفاده شد. مقادیر دسته های اثر پتانسیل گرمایش جهانی، تقلیل منابع غیر آلی، تقلیل منابع غیر آلی (سوخت های فسیلی)، پتانسیل اسیدی شدن، اختناق دریاچه ای، مسمومیت انسان ها، مسمومیت خاک و اکسیداسیون فتوشیمیایی به ترتیب برابر kg CO2 eq 13373، kg Sb eq 0/015، MJ 205169، kg SO2 eq 90/64، kg PO4-2 eq 19/78، kg 1، 4-DB eq 2054، kg 1، 4-DB eq 38/7 و kg C2H4 eq 3/84 به دست آمد. نتایج نشان داد که الکتریسیته بر همه شاخص ها به جز پتانسیل اختناق دریاچه ای بیشترین تاثیر را داشت و بیشترین سهم آلایندگی شاخص پتانسیل اختناق دریاچه ای مربوط به انتشارات مستقیم مزرعه ای بود. نتایج ارزیابی آسیب نیز نشانگر تاثیر بالای الکتریسیته بر همه دسته های آسیب به جز کیفیت اکوسیستم بود. نتایج مدل سازی نشان داد که روش C-means با دقت بالاتری از روش k-fold مقدار پتانسیل گرمایش جهانی را پیش بینی می کند. مقدار ضریب تبیین (R2) بین مقادیر واقعی و پیش بینی شده GWP (Global warming potential) برای دو مدل k-fold و C-means به ترتیب برابر 0/994 و 0/99 بود. به طور کلی نتایج مدل سازی بیانگر دقت بالای انفیس نهایی برای پیش بینی میزان آلایندگی در هر دو روش مدل سازی بود.

کربن آلی خاک منبع عظیمی از مواد مغذی برای گیاه بوده و به عنوان عاملی فعال در گسترش ساختمان خاک، نقش مهمی در بهبود حاصل خیزی خاک های کشاورزی دارد. هدف اصلی از این پژوهش، تخمین میزان کربن آلی خاک در زمین های کشاورزی با استفاده از یک روش ساده، سریع و کم هزینه می باشد. 80 نمونه خاک از مزارع کشاورزی شمال آذربایجان غربی تا جنوب استان به صورت انتخابی جمع آوری شد و پس از تعیین مقدار کربن آلی نمونه ها در آزمایشگاه، نمونه ها در شرایط کنترل شده مورد تصویربرداری قرار گرفتند. تصاویر رنگی در چندین فضای رنگی مختلف تحلیل شدند و در هر فضای رنگی، مدل های شبکه عصبی و رگرسیون چندگانه برای برآورد میزان کربن آلی خاک توسعه یافت. نتایج مدل سازی خطی نشان داد که بالاترین ضریب همبستگی در فضاهای رنگی LAB و LUV به ترتیب 0/91 و 0/92 برای مدل های استخراج شده از مولفه های این فضاها و کربن آلی خاک به دست آمد. نتایج حاصل از طبقه بندی به وسیله شبکه عصبی نشان داد که ضریب همبستگی در فضای RGB بالاترین مقدار را داشته و برابر با 0/94 بوده است. نتایج نشان داد که در تمامی فضاها مدل سازی شبکه عصبی دقت مدل را افزایش داده است.

در راستای استفاده از سوخت های جایگزین با قابلیت تجدیدپذیری، در این تحقیق وضعیت موازنه انرژی در یک موتور دیزل تک سیلندر هواخنک با استفاده از مخلوط های سوختی دیزل-بیودیزل بررسی گردید. بیودیزل تولید شده از روغن پسماند پخت و پز به روش ترانس استریفیکاسیون با درصدهای حجمی صفر، 12، 22، 32 و 42 با دیزل خالص مخلوط شد و در سرعت های 1800 تا 2700 دور در دقیقه (در حالت تمام بار) مورد استفاده قرار گرفت. نتایج نشان داد سهم تلفات انرژی از طریق دود اگزوز بیشترین مقدار را در همه درصدهای بیودیزل دارا می باشد (میانگین 51/715 درصد) که بیشترین مقدار مربوط به بیودیزل 42 درصد (55/982 درصد) و کمترین مقدار مربوط به دیزل خالص (46/481 درصد) می باشد. هم چنین مخلوط سوختی 12 درصد بیودیزل به دلیل داشتن بیشترین توان مفید، کمترین تلفات انرژی به صورت دود اگزوز و از طریق خنک کننده به عنوان بهترین مخلوط سوختی تشخیص داده شد.

تامین انرژی های جایگزین و تجدیدپذیر با هدف کاهش انتشار گازهای گلخانه ای و صیانت از منابع ملی از اولویت های اصلی اغلب کشورها ازجمله ایران است و در این میان تولید بیوگاز یکی از زمینه های دارای پتانسیل قابل ملاحظه به شمار می رود. در این پژوهش فرایند تولید بیوگاز در هاضم بی هوازی نیمه پیوسته در مقیاس پایلوت به حجم 180 لیتر و زمان ماند هیدرولیکی 25روز در شرایط دمای میان خواه (مزوفیلیک ° C2 ± 35) با نرخ بارگذاری آلی (OLR)، (kg VS. (m-3. d-1 2 و 3 با استفاده از فضولات گاوی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد بیشترین نرخ روزانه تولید بیوگاز در بارگذاری 2 و kg VS. (m-3. d-1) 3 به ترتیب 40 و 49 لیتر در روز بود. بازده تولید بیوگاز با افزایش نرخ بارگذاری کاهش داشته و برای نرخ بارگذاری آلی 2 و kg VS. (m-3. d-1) 3 به ترتیب 0/243 و (m3. kg-1 VS added) 0/204 به دست آمد. بیشترین درصد متان در هر دو نرخ بارگذاری در محدوده تولید پایدار بیوگاز حدود 58 تا 62 درصد و میزان کاهش جامدات آلی ورودی در بارگذاری 2 و kg VS. (m-3. d-1) 3 به ترتیب با 64/5 و 53 درصد بود. برای مدل سازی فرایند تولید بیوگاز از مدل های لجستیک و گومپرتز اصلاح شده استفاده گردید. کیفیت برازش این مدل ها با داده های آزمایش با استفاده از نرم افزار MATLAB و مقایسه ضریب تبیین (R2) و ریشه دوم میانگین مجموع مربعات خطاها (RMSE) انجام گردید. نتایج نشان داد مدل های لجستیک و گومپرتز اصلاح شده برای توجیه فرآیند تجمعی تولید بیوگاز در هاضم نیمه پیوسته با کمترین میانگین مجموع مربعات خطاها و ضریب تبیین بیش از 0/99 درصد بهترین کارایی را داشته است.

در سال های اخیر، عرضه ربات های سیار و ماشین های مجهز به سامانه های هدایت خودکار برای کار در محیط های کشاورزی افزایش یافته است. طراحی مسیر برای این سامانه ها یک ضرورت است و هم چنین یک فرصت جدید برای بهبود بازدهی عملیات زراعی و کاهش اثرات زیست محیطی فرآهم آورده است. تاکنون راهکارهای زیادی برای برآورده کردن احتیاجات خاص مسئله طراحی مسیر در محیط کشاورزی ارائه شده اند. بخش مهم این راهکارها وجود یک توصیف بهینه و سریع از محیط عملیات به عنوان یک نقشه مبنا است. در این پژوهش، یک الگوریتم تجزیه برای پیکربندی چندضلعی بیان گر محیط عملیات زراعی با ارتقاء روش تجزیه سلولی بوستروفدون در رباتیک ارائه شده است. الگوریتم با ایده حداقل مواجهه با شرایط هزینه ساز برای کاهش هزینه با معیار مسافت های غیرموثر ناحیه سرگاهی طراحی شد و روی مجموعه ای از نمونه ها (شامل 18 مورد چند ضلعی های ساده تا پیچیده) اعمال گردید. سپس با مقایسه آن با حالت عدم تجزیه و روش تجزیه-ادغام به عنوان یکی از سریع ترین روش ها ارزیابی شد. الگوریتم در زمان پردازش بسیار اندک (زیر 100 میلی ثانیه و ده ها برابر سریع تر از روش تجزیه-ادغام) نتایجی بهینه، به ویژه در محیط های پیچیده ارائه کرده است. نتایج، به طور متوسط دو درصد کاهش هزینه را نسبت به حالت عدم تجزیه و روش تجزیه-ادغام نشان می دهد و گستره آن از 8-تا 14 درصد نسبت به حالت عدم تجزیه و تا 12درصد نسبت به روش تجزیه-ادغام است. دیگر مزایای الگوریتم، دست یابی به پوشش کامل و سازگاری با انواع شکل مزرعه و ماشین های زراعی است.

ارتعاشات میوه ها در هنگام حمل ونقل از دلایل اصلی صدمات وارده به محصولات کشاورزی و افت کیفیت آن ها می باشد. در این تحقیق، اثر شرایط مختلف حمل ونقل که شامل دو نوع ماشین با سیستم تعلیق متفاوت (کامیون بادی و فنری)، سه سطح ارتفاع جعبه درون کامیون (کف، وسط و بالا)، دو موقعیت قرارگیری جعبه (اکسل جلو و عقب)، دو محل قرارگیری میوه درون جعبه (ردیف بالا و پایین) و دو نوع جاده آسفالت بزرگ راه و آسفالت درجه دوم می باشند بر میزان انرژی جذب شده میوه گوجه فرنگی به عنوان شاخص مقاومت به کوفتگی توسط آزمون پاندول مورد ارزیابی قرار گرفتند. میزان انرژی جذب شده نمونه های شاهد (ارتعاش ندیده) به روش چندگانه در ارتفاع ثابت در حد تسلیم دینامیکی اندازه گیری شد، سپس نمونه های حمل ونقل شده در همین سطح انرژی تحت آزمون قرار گرفتند. مقاومت به کوفتگی در میوه بر مبنای اختلاف بین انرژی جذب شده نمونه های حمل ونقل شده با نمونه شاهد برحسب درصد در نظر گرفته شد. نتایج تجزیه واریانس، معنی داری اثرات مستقل و برخی عوامل متقابل را در سطوح احتمال 1 و 5 درصد در دو نوع جاده آسفالت نشان داد، بین کاهش ارتفاع قرارگیری میوه نسبت به کف وسیله نقلیه و افزایش مقاومت به کوفتگی رابطه معنی داری وجود دارد، به طوری که کمترین مقاومت به کوفتگی در موقعیت عقب، بالاترین ارتفاع از کف کامیونت فنری روی آسفالت درجه دوم در ردیف های میوه پایین و بالای جعبه که به ترتیب 488/59 و 491/11 درصد افزایش انرژی جذب شده نسبت به شاهد و بیشترین مقاومت به کوفتگی در جعبه های واقع روی اکسل جلو سیستم تعلیق بادی در آسفالت بزرگ راه (176/76 درصد افزایش انرژی جذب شده نسبت به شاهد) مشاهده شد. همچنین مقایسه میانگین کامیون، ارتفاع قرارگیری و محل قرارگیری میوه درون جعبه در آسفالت درجه دوم حاکی از آن بود که مقاومت به کوفتگی میوه های ردیف های بالا و پایین جعبه های مستقر در کامیونت فنری در همه سطوح ارتفاع کاهش معنی داری نسبت به وضعیت متناظر آن در کامیون بادی دارد، نتایج کلی نشان داد بین کاهش مقاومت به کوفتگی و افزایش ارتعاشات سیستم تعلیق (پاسخ به ناهمواری های جاده) اختلاف معنی داری حاکم است. به طور کلی اکسل عقب هر دو وسیله نقلیه و بالاترین ارتفاع جعبه روی آن نامناسب ترین مکان برای حمل ونقل های طولانی مدت میوه ها به حساب می آید.

برآورد میزان تابش خورشیدی در هواشناسی، کشاورزی و سامانه های مبتنی بر این منبع انرژی پاک و تجدیدپذیر اهمیت دارد. در این پژوهش از دمای روزانه که در دسترس ترین داده هواشناسی است به عنوان تنها پارامتر مورد نیاز در اقلیم های مختلف، استفاده و با کمک شبکه های عصبی مصنوعی مدل های پیش بینی تابش خورشیدی توسعه داده شد. معیارهای ارزیابی مدل ها شامل R، RMSE و MAPE و نمودارهای پراکندگی مقادیر واقعی و پیش بینی شده بود. برای تامین داده های طولانی مدت و معتبر، ایالت واشنگتن در شمال غربی امریکا با 19 ایستگاه هواشناسی در اقلیم های مختلف، انتخاب شد. ابتدا، یک ایستگاه با بیشترین داده معتبر برای توسعه شبکه های عصبی لحاظ شد. برای آن، مدل هایی با سه تابع آموزشی لونبرگ-مارکوارت (LM)، گرادیان توام مقیاس شده (SCG) و تنظیم بیزین (BR) در حالات یک و دولایه پنهان با حداکثر 20 نرون در هرلایه (در مجموع 1260 مدل) توسعه داده شد و شش مدل برتر انتخاب گردید. این مدل ها سپس در سایر ایستگاه های این ایالت سنجیده شد و در نهایت، دقیق ترین و همه جانبه ترین آنها برای ارزیابی میزان تابش خورشیدی در اقلیم مشهد به عنوان نمونه ای از اقلیم داخل کشور انتخاب شد. نتایج نشان داد که شبکه های عصبی بیزین دقیق ترین پاسخ و الگوریتم SCG با بالاترین سرعت های پردازش، کمترین دقت را در ایالت واشنگتن دارد. بررسی کارایی دقیق ترین مدل ها (شبکه های عصبی بیزین) در ایستگاه هواشناسی مشهد نیز حاکی از توانایی آن بود که نشان داد به کمک این شبکه ها، با کمترین داده های هواشناسی می توان به برآورد مناسبی از تابش خورشیدی در اقلیم های متفاوت دست یافت.

نیشکر یک گیاه مهم در جهان می باشد که با هدف تولید شکر و تولید انرژی کشت می شود، به همین دلیل ارزیابی دو روش برداشت یکی با هدف تولید شکر و دیگری با هدف تولید انرژی ضرورت پیدا می کند. در این تحقیق دو سیستم برداشت نیشکر و مورد بررسی قرار گرفته است. پارامترهای کمی شامل مصرف سوخت بر حسب لیتر بر هکتار، توان مصرف شده ماشین برداشت نیشکر بر حسب کیلووات، بازده گشتاور موتور برحسب (%)، روغن هیدرولیک مصرف شده در تیغه برش، چاپر، بالابر بر حسب مگاژول بر مگاگرم، سرعت پیشروی کیلومتر بر ساعت، ظرفیت مزرعه ای برحسب هکتار بر ساعت، عملکرد مزرعه ای مگاگرم بر هکتار و دبی خروجی نی بر حسب مگاگرم بر ساعت و پارامترهای کیفی شامل خصوصیات گیاه بود که شامل میانگین قطر متوسط ساقه برحسب میلی متر، ارتفاع ساقه بر حسب متر، تعداد ساقه بر متر، درصد ساقه های بریده شده سالم و تا حدی آسیب دیده و به شدت آسیب دیده، ارتفاع متوسط کاه و کلش بر حسب میلی متر، متوسط جرم مخصوص ظاهری کیلوگرم بر مترمکعب، میانگین درصد رطوبت، میانگین عملکرد ماده خشک (بیوماس) بر حسب مگاگرم بر هکتار اندازه گیری شد. تحلیل داده با استفاده از روش مدیریتی مجموع ساده وزنی شده انجام شد. نتایج نشان داد که میزان برداشت در روش برداشت با هدف تولید شکر از لحاظ پارامترهای کمی ماشین برداشت نیشکر در شرایط مطلوبی نسبت به روش برداشت با هدف تولید انرژی قرار دارد ولی از نظر خصوصیات کیفی گیاه سیستم برداشت با هدف تولید انرژی وضعیت بهتری دارد چون دارای ضریب ترکیبی بالایی است.

قیمت بالای نفت خام، کاهش منابع فسیلی و افزایش آلودگی هوا موجب شده است که استفاده از سوخت های پاک مانند بیودیزل در دهه های اخیر مورد توجه قرار گیرد. اما این سوخت به دلیل هزینه زیاد، هنوز صنعتی نشده و در مرحله تحقیقات باقی مانده است. در این تحقیق جهت کاهش هزینه تولید بیودیزل، به طراحی بهینه این فرآیند با استفاده از روغن گیاهی و نرم افزار شبیه ساز Aspen HYSYS V7. 2 پرداخته شده است. در بهینه سازی فرآیند از انتگراسیون حرارتی و جرمی استفاده شده است. در انتگراسیون حرارتی، به منظور کاهش مصرف انرژی و ایجاد شبکه مبدل های حرارتی، از تکنولوژی پینچ کمک گرفته شده و در انتگراسیون جرمی سعی شده است که شرایط عملیاتی تجهیزات به نحوی تنظیم شود که بیشترین بازیابی و کمترین اتلاف مواد را داشته باشد. در این طراحی، واکنش ترانس استریفیکاسیون در حضور کاتالیست سدیم هیدروکسید با میزان تبدیل 70% در دو راکتور متوالی انجام می گیرد و از واکنش های جانبی نیز صرف نظر شده است. از مهم ترین نتایج این نحوه طراحی می توان به کاهش چشم گیر مصرف الکل، روغن و همچنین یوتیلیتی سرد و گرم اشاره کرد.