روش آزمایشگاهی تهیه پلت از پوسته شلتوک

برنج از جمله محصولات استراتژیکی است که سهم زیادی از مزارع کشاورزی جهان را به خود اختصاص داده است. پس از برداشت برنج تا مرحله ی تبدیل شلتوک به برنج سفید، محصولاتی فرعی مانند کاه و کلش، سبوس و پوسته ی شلتوک آن حاصل می شود که برای هر یک از آنها کاربردهای فراوانی وجود دارد. پوسته ی شلتوک از جمله مواد مهم و پرکاربردی است که بدلیل فقر مواد غذایی قابل هضم، در حاشیه ی جاده ها، مزارع و یا کارخانجات تبدیل برنج دور ریخته می شود و یا اینکه با سوزاندن منهدم می گردد. این در حالی است که پوسته ی شلتوک ارزش حرارتی بالایی دارد و از آن به عنوان سوخت زیست توده و تولید بیوگاز استفاده می شود. مشکل عمده بهره برداری از منابع زیست توده، دانسیته ی حجمی کم و گران تمام شدن هزینه های انباری و حمل و نقل آن است. لذا در تحقیق حاضر، شرایط مطلوب پلت کردن پوسته ی شلتوک نظیر دانسیته ی بالا، دوام مناسب و انرژی مصرفی کمتر مورد بررسی قرار گرفت. پارامترهای مهم جهت تولید پلت عبارتند از رطوبت، فشار اعمالی و سطوح ریزی مواد. رطوبت اولیه پوسته شلتوک در هنگام برداشت حدود 20 درصد بر پایه تر بود که بعد از تبدیل برنج و انبار کردن به حدود 6 درصد کاهش یافت. دانسیته ی حجمی پوسته نیز حدود 7/71 کیلوگرم بر مترمکعب اندازه گیری شد. بمنظور ساخت پلت، پوسته شلتوک در 4 سطح رطوبتی 6، 9، 13 و 20 درصد بر پایه تر، نیرو یا فشار اعمالی توسط دستگاه اینستران در سه سطح نیرویی 7000، 10000 و 14000 نیوتن و میزان ریزی در 4 سطح آسیاب شده با شبکه ی 2، 36/3 و 5 میلی متری بهمراه پوسته ی آسیاب نشده در نظر گرفته شد. بارگذاری بر روی پوسته توسط یک استوانه و پیستون به کمک دستگاه آزمون جامع کشش-فشار انجام شد. کیفیت پلت ساخته در سطوح مختلف رطوبت، نیرو و ریزی در 5 تکرار و در قالب طرح کاملا تصادفی بر پایه فاکتوریل (در مجموع 240 آزمایش) مورد بررسی قرار گرفت. به منظور تعیین دوام پلت، دستگاه تعیین دوام مطابق استاندارد asae s269.4 ساخته شد. آسایش تنش نیز در 4 نمونه از پلت ها که از نظر دوام و دانسیته بهتر و از نظر مصرف انرژی تراکمی حد کمتری داشتند، بررسی شد. آنالیر واریانس نشان داد که اثر تیمارهای مختلف بر کلیه متغیرهای اندازه گیری در سطح احتمال 1 درصد معنی دار است. رطوبت 9 درصد حداکثر دوام را ایجاد کرد و رطوبت 20 درصد نیز حداقل دوام را سبب شد. مقدار مصرف انرژی تهیه پلت نیز با افزایش رطوبت به دلیل ایفای نقش روان کننده آب طی فشرده سازی کاهش یافت. مقدار دانسیته ی پلت با افزایش نیروی فشاری افزایش یافت و دوام بیشینه پلت در نیروی 10000 نیوتن حاصل شد. با افزایش اندازه ذرات، دوام پلت افزایش یافت. مدل دو عنصری عمومی ماکسول به خوبی بر داده های حاصل از کاهش تنش پلت منطبق شد. مدل تراکمی باتلر- مک کولی با ضریب تبیین بیشتر، رفتار تراکمی پوسته شلتوک را بهتر پیش بینی کرد. با توجه به چگالی حجمی پلت پوسته ی شلتوک برنج، نیاز به حجم انباری آن به حدود 09/0 مقدار اولیه کاهش یافت که سبب کاهش هزینه های حمل و نقل و جابجایی به همین نسبت می شود. تیمار مناسب جهت حصول پلت با دوام و دانسیته مناسب، پوسته آسیاب نشده و رطوبت 6 درصد بر پایه تر بود. تشکیل پلت با دانسیته و دوام مناسب، نیازمند فشاری برابر با 471 مگاپاسکال بود که برای حصول این فشار در دای با انتهای باز، ضخامت دای می بایست41 میلی متر باشد.