طراحی، ساخت و ارزیابی دستگاه استحصال ژل برگ صبرزرد (aloe vera)

چکیده صبر زرد با نام علمی aloe vera از تیره liliaceae از مهمترین و با ارزش ترین گیاهان دارویی است. این گیاه که بومی جنوب و سواحل شرقی آفریقا است، امروزه به دلیل اهمیت دارویی آن در بعضی از کشورهای دنیا کشت و از آن بهره برداری می شود. در حال حاضر محصولات گوناگونی از صبر زرد در صنایع مختلف غذایی، آرایشی، بهداشتی و دارویی در دنیا تولید و عرضه می شود. یکی از بزرگترین موانع برای توسعه کشت گیاه داروئی صبر زرد در ایران، عدم وجود ماشین های فراوری این گیاه، همچون دستگاه استحصال ژل و یا دستگاه خشک کن ژل می باشد. تعیین ویژگی های برگ صبرزرد برای استفاده در طراحی ماشین های مختلف و بهبود خطوط فراوری در راستای کاهش ضایعات و افزایش کیفیت ضروری است. بنابراین، خواص مکانیکی برگ صبرزرد گلخانه ای مورد بررسی قرار گرفت. اثر متغیرهای مستقل سرعت، دما و قطر فک بارگذاری ساخته شده، بر ویژگی های مکانیکی برگ صبرزرد مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج نشان داد که با افزایش قطر فک استوانه ای، نیروی مورد نیاز برای له کردن برگ، افزایش و چغرمگی کاهش یافت. دما بر روی ضریب کشسانی و نیروی گسیختگی در سطح 1% اثر معنی داری داشته است ولی اثر معنی داری بر چغرمگی نشان نداد. در مرحله دوم، برگ صبر زرد با استفاده از نرم افزار ansys مورد تحلیل تنش و کرنش قرار گرفت. مرحله سوم این پژوهش شامل طراحی مکانیکی قطعات مورد نیاز ساخت دستگاه استحصال ژل گیاه داروئی صبر زرد بود. در این دستگاه از 2 مجموعه غلتک های بالا و پایین برای اعمال نیروی لهیدگی به دو سوی برگ استفاده گردید. هر یک از این مجموعه غلتک ها، دارای دوسری غلتک بودند. وظیفه اصلی سری اول له کردن محتوی فیله ای شکل ژل درون برگ صبر زرد و وظیفه سری دوم گسیختن پوسته برگ صبر زرد بوده است. همچنین در این دستگاه از مکانیزم تعلیق مجموعه فک ها برای افزایش راندمان خروجی دستگاه در راستای تغذیه برگ های با ضخامت های مختلف استفاده گردید. پس از اتمام مرحله طراحی، قطعات قابل تهیه از بازار خریداری گردید و سایر قطعات دستگاه ساخته شد و سپس مونتاژ گردید. در مرحله نهائی این پژوهش دستگاه ساخته شده مورد ارزیابی قرار گرفت. بهترین راندمان خروجی دستگاه 79% بود که در اعمال نیرویn 800 در دو طرف غلتک های لهنده به دست آمد. در نیروهای فشاری 200 و 500 نیوتن با افزایش سرعت، راندمان کاهش پیدا کرد. مشاهده گردید که اگر سرعت ورودی از حد تعریف شده کمتر باشد، توانایی تغذیه دستگاه به حدی کاهش می یابد که دستگاه خروجی ندارد.