طراحی، ساخت و ارزیابی پرکن حجمی برای بسته بندی پودر مواد غذایی
مهدی عبدزاده
کشاورزی
۹۸
۷۱ص.
سی دی
کارشناسی ارشد
مهندسی مکانیک بیوسیستم گرایش فناوریهای پس از برداشت
۱۳۹۸/۰۶/۲۰
ایران به خاطر دارا بودن شرایط اقلیمی چهار فصل، دارای شرایط مناسبی برای رسیدن به خودکفایی در تولیداتکشاورزی و صادرات می باشد. در این میان داشتن بسته بندی مناسب و بهداشتی محصولات مختلف کشاورزی یکیاز اولویتهای رسیدن به اهداف بازار پسندی بهتر به شمار می آید. در ایران گیاهان دارویی و ادویهجات را بیشتر دردو حالت خرد شده یا پودری و یا بدون خردشدگی و به صورت طبیعی مصرف میکنند. بستهبندی مواد پودری به دوصورت صنعتی و دستی انجام میگیرد. در بستهبندی صنعتی مواد پودری با تعداد بالا و دقت زیاد بستهبندی میشوندولی قیمت تمام شده این تجهیزات بالا میباشد به طوری که مناسب با توانایی سرمایهگذاری تولیدکنندگان کوچکنمیباشند. از طرف دیگر در بستهبندی دستی، پرکردن بسته با ظرفیت پائین صورت میگیرد. در این تحقیق تلاش شدماشینی ارائه شود که از نظر قیمت نسبت به نمونههای موجود در بازار ارزانتر و نیز از نظر دقت با نمونههای موجودقابل رقابت باشد. یک ماشین پرکن پودر با سیستم کنترل براساس زمان ساخته شد و ارزیابی روی آن انجام گرفت. سهپارامتر تاثیرگذار بر روی مقدار پودر خروجی از مخزن شامل ارتفاع محصول درون مخزن، میزان بازشدگی دریچه زیرمخزن و مدت زمان روشن بودن موتور ارتعاشی مورد بررسی و تحلیل قرار گرفت. با مشاهده دادهها این نتیجه حاصلشد که ارتفاع پودر در درون مخزن نباید از حد معینی پائین باشد چرا که خطای اندازهبندی زیاد میشود، هرچقدر میزانبازشدگی دریچه خروج زیر مخزن با توجه به اندازه محصول کمتر باشد منجر به افزایش دقت مقداربندی و افزایشزمان پرکردن هر بسته با جرم مشخص خواهد شد. در حالت کلی ارزیابی مقداربندی به روش کنترل با زمان نشان داداز نظر زمانی سرعت کار نسبت به روش سنتی افزایش مییابد، اما به دلیل بالا بودن خطای اندازهبندی به ویژه درمحصولات مختلف این روش ناکارآمد تشخیص داده شد. به دنبال آن سیستم کنترل با جرم ساخته شد و به دستگاهمتصل شد. ماشین مذکور از یک مخزن با دریچه خروج قابل کنترل، سیستم ارتعاش دهنده و انتقال دهنده پودر در زیردریچه مخزن و مدار فرمان مربوطه براساس زمان کارکرد سیستم ارتعاشی برای کنترل مقدار و جرم پودر خروجیتشکیل شده بود. در این سیستم به جای اینکه میزان محصول خروجی از مخزن و پرشده در ظرف مورد نظر براساسزمان کارکرد سیستم مرتعش کننده باشد، سیستم لودسلی به مدار اضافه شد بطوریکه ظرف روی لودسل مربوطه کهقابل برنامهریزی بود قرار داده شد و براساس تنظیم جرم مورد نظر، پودر از مخزن توسط سیستم ارتعاشی خارج و تارسیدن وزن یا جرم به مقدار از پیش تعیین شده ادامه مییابد. ارزیابی مقداربندی به روش کنترل با جرم نشان داد اینروش هم از نظر سرعت کاری و هم از نظر کاهش عملیات بستهبندی یعنی حذف عمل وزن کردن، راندمان بهترینسبت به روش مقداربندی به روش سنتی و هم نسبت به روش کنترل با زمان دارد. ارزیابی اقتصادی ماشین ساخته شدهبا دستگاههای موجود در بازار نشان داد که این ماشین علیرغم نمونه اولیه بودن و مدل آن، با هزینه کمی ساخته میشودو اگر به صورت انبوه و تجاری ساخته شود قادر به رقابت با نمونههای موجود در بازار خواهد بود
Iran has good conditions for achieving self-sufficiency in agriculturalproduction and export, because of the four-season climate. There for,the proper andhealthy packaging of different agricultural products is one of the priorities for achievingbetter market goals. In Iran, medicinal and spice plants are mostly consumed in eithercrushed or powdered or non-crushed and natural forms. Packaging of powders is donein both manually and industrial method. In industrial packaging, powder materials arepacked with high frequency and accuracy but the price of the packing machine is highso that this cost is not suitable for small producers to invest. On the other hand, in manualpacking, filling is done at low capacity. In this study, we tried to develop a machine thatis more cheaper than the ones available in the market and also can compete with them inview point of accuracy. A powder filler machine with a time-control system wasdeveloped and evaluated. Data were analyzed according to three parameters affectingthe amount of output powder from powder tank, including the height of the productinside the tank, the amount of tank under gate openings and the duration of vibrationmotor turn on. By analyzing the data, because of increasing in dosing error we concludethat the height of the powder in the tank should not be lower than a certain amount.The lower the openings of the tank exit gate due to the product size, the higher theaccuracy of the dosing and filling time of every package with a certain amount willincrease. Overall, the evaluation of time-controlled dosing showed that, in terms of time,the speed of packing increased compared to the traditional method, but because of asignificant increase in dosing error, this method was found to be ineffective. So a masscontrol system was constructed and added to the machine. The mentioned system wasformed from a tank with a controlled exit gate, the vibration and conveyor system of thepowder under the respective gate of the reservoir and control circuit based on theoperation time of the vibrating system to control the amount and mass of the outputpowder.In this system, the load cell system was added to the circuit to measure the amount ofoutputted powder from the tank and filled in the container, rather than depending on thetime of operation of the vibrating system. So that the container was placed on theprogrammable load cell and based on the desired mass adjustment and the powder isreleased from the tank by the vibrating system until it reaches a predetermined weight ormass. Dosing evaluation by mass control method showed that this method has betterefficiency than traditional method and time-controlled method both in terms of workingspeed and reduction of packing operations i.e. elimination of weighting operation.Economic comparison of the machine with the available market showed that themachine, despite of being as a prototype, can construct at a low cost and would be ableto compete with existing models if that machine products as abundance
Design, Fabrication and evaluation of volumetric filling device for Food powder packing