نام پژوهشگر: جعفر هاشمی
محمدحسین حسنی مهر حسن امینی راد
زباله شهری و لجن تولیدی فاضلاب در تصفیه خانه فاضلاب از مشکلات عمده مدیریت شهرها و استان های شمالی می باشد که با افزایش جمعیت این مشکلات نیز افزایش می یابد. روشهای مختلفی مانند سوزاندن، دفن بهداشتی و غیره جهت حل این معضل مورد تحقیق و بررسی قرار گرفته است و با توجه به خصوصیات فیزیکی و شیمیایی این دو معضل روش کمپوست ترکیبی به عنوان یکی از راه حل های مناسب گزارش داده شده است. جهت بررسی تاثیر پارامترهای مختلف بر کمپوست، راکتور افقی از جنس پلی اتیلن با همزن مکانیکی طراحی و ساخته شد. در این تحقیق تجربی پارامترهای دما، رطوبت، ph،c/n ، هوادهی و فلزات سنگین توسط یک سیستم هوشمند و مکانیکی به طور منظم اندازه گیری گردید. در این مطالعه تجربی از لجن حوض ته نشینی ثانویه و زباله انجیلسی شهر بابل- استان مازندران استفاده شده است. در این پژوهش از ترکیب زباله، لجن و عوامل حجیم کننده به نسبت 1:3:1 استفاده شده است. جهت دسترسی به فرآیند بهینه کمپوست ترکیبی(co-composting) زباله و مواد حجیم کننده در سه نمونه مختلف به ترتیب با ترکیب زباله و لجن با حداقل هوادهی، ترکیب زباله و لجن با اصلاح نرخ هوادهی و ترکیب لجن و زباله و خاک اره و سنگ کلینوپتیلولیت مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج به دست آمده نشان می دهد که طول دوره کمپوست ترکیبی در مراحل مختلف به ترتیب به 27 روز، 23 روز و 19 روز رسیده است. این کاهش تدریجی را می توان به افزایش نرخ هوادهی، مواد حجیم کننده، کنترل رطوبت و تغییر c/n نسبت داد. استفاده از ترکیب 1:3:1 زباله، لجن، خاک اره و کلینوپتیلولیت با تخلخل 16 الی 20 درصد افزوده شده به حجم توده ها و با تغییر هوادهی مناسب به مدت زمان 5 دقیقه در هر 4 ساعت، مدت زمان بلوغ کمپوست به 19 روز تقلیل یافت. با توجه به اینکه در استان محدودیت دفن لجن به دلیل گران بودن زمین وجود دارد در این روش از 10 کیلوگرم ترکیب زباله، لجن وکلینوپتیلولیت به ترتیب 1.47 و 1.42 و 1.39 کیلوگرم کود آلی به عنوان محصول نهایی تولید گردید. نهایتاً با استفاده از کمپوست ترکیبی زباله و لجن مشکل استان های شمالی کشور حل شده، افزایش توسعه فیزیکی تصفیه خانه ها (40%) را بهمراه داشته و همچنین هزینه لجن تصفیه خانه های استان به میزان 30% کاهش می یابد.
محمد طهماسبی رضا طباطبایی
در فرآیند پس از برداشت و صنایع تبدیلی وجود اطلاعات دقیق در مورد مقدار و خصوصیات مواد خام ورودی و محصول نهایی علاوه بر افزایش کیفیت محصول، موجب افزایش بهره وری اقتصادی می گردد. در این تحقیق، یک سامانه آزمایشگاهی متشکل از یک سیستم نوار نقاله و یک سیستم اندازه گیری خازنی طراحی شد. ارقام قائم و پژوهش شلتوک به عنوان ماده دی الکتریک در سه سطح سرعت پیشروی (5/0، 75/0 و 1 متر بر ثانیه)، چهار سطح رطوبتی ( 13%، 16%، %19 و 22% بر پایه خشک) و در پنج سطح جریان جرمی ( 8/0، 2/1، 6/1، 2 و 4/2 کیلوگرم در ثانیه) بین صفحات یک خازن قرار گرفت و تغییرات ظرفیت ولتاژ خروجی حسگر در بسامد 100 تا 700 کیلوهرتز در سه تکرار در یک طرح فاکتوریل در قالب کاملا تصادفی بررسی شد. با استفاده از روابط بین ولتاژ خروجی از حسگر خازنی و ظرفیت آن، ولتاژ خروجی به ظرفیت حسگر تبدیل شد. نتایج حاصل نشان داد که اگر چه اثر سرعت حرکت نقاله تاثیر معناداری بر ولتاژ خروجی و ظرفیت حسگر دارد. اما با توجه به تفاوت غیرمعنی دار بین میانگین اثرات متقابل این عامل با عوامل دیگر به نظر می¬رسد که این عامل تاثیر چندانی بر دو صفت مورد بررسی ندارد. همچنین هر دو صفت ولتاژ خروجی و ظرفیت حسگر وابستگی نسبتا شدیدی به بسامد ولتاژ خروجی داشته اما واکنش این دو صفت به افزایش این عامل متفاوت بوده و در ولتاژ خروجی حسگر اثر افزایشی و در ظرفیت حسگر اثر کاهشی دارد. جریان جرمی، نسبت به دیگر عوامل بیشترین تاثیر را بر روی ولتاژ خروجی و ظرفیت حسگر داشته و افزایش این عامل همواره موجب افزایش این دو صفت می گردد. سطوح پایین محتوای رطوبتی تاثیر چندانی بر دو صفت ولتاژ خروجی و ظرفیت حسگر ندارد اما با افزایش رطوبت، مقادیر این دو صفت به صورت چشمگیری افزایش می¬یابد. در هر دو صفت در سطوح پایین رطوبت و جریان جرمی تفاوت چندانی بین ولتاژ خروجی حسگر در دو رقم مورد بررسی وجود ندارد اما با افزایش مقادیر این دو عامل، مقدار این صفت در رقم پژوهش با شدت بیشتری نسبت رقم قائم افزایش می یابد. بنابراین تاثیر نسبتا شدید عوامل مورد بررسی بر صفات مورد ارزیابی نشان می دهد که می توان از روش به عنوان یک روش سریع، آسان، دقیق و غیرمخرب به منظور اندازه گیری این عوامل استفاده نمود.
حمیدرضا فرامرزی جعفر هاشمی
در این تحقیق، یک گرم¬کن خورشیدی اتوماتیک به منظور استفاده از انرژی تابشی خورشید برای خشک کردن محصولات کشاورزی توسط نرم افزار solid works طراحی و ساخته شد. در این خشک¬کن از مایع به عنوان سیال انتقال دهنده گرما استفاده شد. دو آزمون به منظور ارزیابی دستگاه خشک¬کن انجام شد و از آزمایش فاکتوریل، در قالب طرح کاملاً تصادفی و در سه تکرار استفاده گردید. آزمون اول که شامل 36 تیمار بود، به منظور تعیین مایع مطلوب و جنس صفحه جاذب مناسب و همچنین انتخاب یک تنظیم زمان مناسب برای تایمر پمپ هیدرولیک انجام شد. در این آزمون، تأثیر چهار متغیر مستقل شامل نوع مایع انتقال دهنده گرما (آب و روغن هیدرولیک)، جنس صفحه جاذب (فوم و آلومینیوم)، زمان تنظیم تایمر پمپ (5، 10 و 15 دقیقه) و دمای محیط (24، 28، 32 و 36 درجه سانتی¬گراد) بر دمای داخل جمع کننده خورشیدی، دمای بیشینه، دمای کمینه و نوسان دمای داخل خشک¬کن به عنوان متغیر وابسته بررسی شد. نتایج نشان داد که انتخاب مناسب برای نوع مایع و جنس صفحه جاذب به منظور ایجاد دمای بالا، به ترتیب روغن هیدرولیک و آلومینیوم می¬باشد. همچنین انتخاب ایده¬آل برای تنظیم تایمر پمپ هیدرولیک به منظور ایجاد دمای متعادل و یکنواخت، زمان 10 دقیقه به دست آمد. در آزمون دوم، تأثیر سرعت جریان هوای ورودی به خشک¬کن در سه سطح ( 5/1، 3 و 5/4 متر در ثانیه)، بر مدت زمان خشک شدن و نیز میزان چروکیدگی پنج محصول انگور، انجیر، آلو، گوجه فرنگی و سیب مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که سرعت جریان هوا بر چروکیدگی محصولات تأثیر معنی دار نداشت، اما بر روی مدت زمان خشک شدن در سطح یک در صد معنی¬دار بود. به طوری که با افزایش سرعت جریان هوا در محدوده مورد آزمون، مدت زمان خشک شدن کاهش پیدا کرد. نسبت خشک شدن و نیز رطوبت نسبی تعادلی محصولات خشک شده توسط خشک¬کن خورشیدی، محاسبه شد. همچنین محصولات مورد نظر به دو روش خشک کردن سنتی و استفاده از خشک¬کن خورشیدی خشک گردید و مدت زمان خشک شدن و نیز چروکیدگی محصولات خشک شده در این دو روش با یکدیگر مقایسه شد. تمام محصولات مورد آزمون در روش استفاده از خشک¬کن خورشیدی نسبت به روش سنتی در مدت زمان کمتری خشک شدند، به طوری¬که مدت زمان خشک شدن برای محصولات انگور 49 درصد، انجیر 52 درصد، آلو 60 درصد، گوجه¬فرنگی 53 درصد و سیب 56 درصد کاهش یافت. همچنین تمام محصولات خشک شده در روش استفاده از خشک¬کن خورشیدی نسبت به روش سنتی دارای چروکیدگی کمتری بودند، به طوری¬که چروکیدگی محصولات انگور 13 درصد، انجیر 10 درصد، آلو 15 درصد، گوجه¬فرنگی 13 درصد و سیب 14 درصد کاهش یافت. کلیه تجزیه و تحلیل¬ها در محیط نرم افزار minitab انجام پذیرفت و برای مقایسه میانگین¬ها از آزمون چند دامنه¬ای tukky در سطح احتمال 5 درصد استفاده شد. برای رسم نمودار¬های موجود نیز از صفحه گسترده excel استفاده گردید.
مصطفی طلیقی جعفر هاشمی
در این تحقیق مراحل طراحی، ساخت و ارزیابی دستگاه تونل باد و سورتینگ پنوماتیکی مورد بررسی قرار گرفته است. طراحی این دستگاه با هدف بهبود در عملکرد محصولات زراعی انجام شده است که بتوان با آن بذور علف-های هرز را از بذور زراعی جداسازی کرد تا عملکرد بهتری داشته باشند. این دستگاه الگوبرداری شده از دستگاه ساخته شده توسط کشور ژاپن می باشد که در مرکز تحقیقات کشاورزی آمل موجود است که قسمت تونل باد به آن افزوده شده است. ارزیابی هایی که به عمل آمد در مورد سه محصول عدس، گندم و ماش صورت گرفته است. عدس عنوان شکل دیسکی در نظر گرفته شده است و به صورت تئوری نیز سرعت حد آن را محاسبه گردیده و پس از آن با مقدار اندازه گیری شده توسط تونل باد مقایسه شده است، عدس ها به سه دسته ریز، متوسط و درشت تقسیم بندی شدند و پس از اندازه گیری خواص فیزیکی آن سه دسته با یکدیگر مخلوط شده و در قسمت جداساز دستگاه ریخته شد. گندم در سه رطوبت اندازه گیری شده است که نتایج آن بدین صورت شد که با افزایش رطوبت سرعت حد نیز افزایش یافته است. سه رطوبت گندم با یکدیگر مخلوط شد، که پس از وارد شدن به قسمت سورتینگ دستگاه نتایج قابل قبولی بدست نیامد و نتایج حاصله نشان از آن دارد که قسمت سورتینگ این دستگاه دقت بالایی برای جداسازی عدس های با اختلاف کم و یا گندم های با رطوبت متفاوت را ندارد. سرعت حد حاصل از اندازه گیری ماش برابر با m/s 2/8 بدست آمده است، ماش را به عنوان یه شیء گرد شبیه سازی شد و سرعت حد تئوری آن را نیز اندازه گیری شده است که برابر با m/s 82/14 می باشد. اختلاف بین این دو بدلیل شکل بی قاعده ماش و تیزی های موجود در دانه ماش می باشد.
هانی عباس نژاد جعفر هاشمی
یکی از مهمترین مشکل زیست محیطی جامعه نوین، افزایش زائدات کشاورزی و دامی می باشد. تولید کمپوست از زائدات، علاوه بر کاهش خطرات زیست محیطی سبب افزایش تولید محصول سالم می گردد. از اهداف اصلی این تحقیق بررسی خواص کمپوست حاصل از کود گاوی و کلش برنج در نرخ هوادهی و نسبت های c/n مختلف و همچنین رطوبت اولیه مختلف به منظور دستیابی به کمپوست با کیفیت بالا در حداقل زمان ممکن می باشد. تولید کمپوست از فضولات گاوی و کلش برنج به همراه پایش گازها در راکتور های آزمایشگاهی با چهار طبقه مجزا در نرخ های هوادهی پیوسته l/min. kg dm 0/6، 0/3 و 0/1، و با سه نسبت c/n، 15، 20 و 25 طی 15 روز مورد بررسی قرار گرفت. همچنین در قسمت دوم آزمایش تأثیر دو میزان رطوبت اولیه 55 و 65 درصد بر روی خواص کمپوست حاصله مورد بررسی قرار گرفت. نتایج تحقیقات حاصل از نرخ هوادهی و نسبت c/n مختلف در میزان رطوبت ثابت 65 درصد نشان داد که در نرخ هوادهی l/min. kg dm0/3 به همراه نسبت c/n، 20 ماگزیمم تجزیه و فعالیت میکروارگانیزم ها به همراه تخریب پاتوژن ها صورت پذیرفت. همچنین کمپوست نهایی در این عملیات دارای شاخص جوانه زنی بالای 97 درصد می باشد. با افزایش نرخ هوادهی انتشار آمونیاک افزایش یافت. میانگین انتشار آمونیاک در نرخ های هوادهی مختلف lit/min. kg dm 0/1، 0/3 و 0/6به ترتیب 9/15، 23/5 و 23/9 درصد می باشد. همچنین با افزایش نسبت c/n انتشار آمونیاک کاهش یافت. میانگین انتشار آمونیاک در نسبت های c/n، 15، 20 و 25 به ترتیب 28/1، 20 و 15/3درصد می باشد. با افزایش نرخ هوادهی و نسبت c/n انتشار گاز هیدروژن سولفید کاهش یافت. میزان هدایت الکتریکی در انتهای فرآیند نسبت به ابتدای فرآیند 23/33-45/82 درصد برای تمامی عملیات ها افزایش یافت. ph در روز پنجم برای تمام عملیات ها به دلیل پیشرفت تجزیه مواد آلی کاهش و سپس افزایش یافت. نیتروژن آلی کل برای تمام عملیات ها در پایان فرآیند 14/33-36/79 درصد افزایش یافت. مقادیر فسفر و پتاسیم در انتهای فرآیند برای تمامی عملیات ها به دلیل تلفات ناشی از آبشویی و زهکشی مواد به ترتیب 40-50 و 16/66-33/33 درصد کاهش یافت. بیشترین تلفات کربن در عملیات با نرخ هوادهی l/min. kg dm 0/3 به همراه نسبت c/n، 20 به علت افزایش انتشار کربن دی اکسید در این عملیات بدست آمد. در بررسی های خواص کمپوست کود گاوی و کلش برنج در دو میزان رطوبت 55 و 65 درصد، دمای مواد کمپوست با میزان رطوبت 65 درصد سریعا افزایش یافت و زمان کمتری صرف شد تا به ماگزیمم دما 60 درجه سانتی گراد در فاز ترموفیلیک برسد و برای از بین بردن میکروارگانیزم های پاتوژن مناسب تر بود. میزان رطوبت بالاتر (65 درصد) فعالیت میکروبی را به علت تجزیه بیولوژیکی بیشتر ترکیبات آلی افزایش داد. میزان رطوبت اولیه دارای تأثیر معنی داری بر روی انتشار آمونیاک نبود. تلفات رطوبت، با رطوبت اولیه 65 درصد بیشتر و همچنین رطوبت اولیه بالاتر موجب افزایش شاخص جوانه زنی و کیفیت کمپوست گردید. در کل برای کمپوست فضولات گاوی و کلش برنج رطوبت اولیه 65 درصد، نرخ هوادهی l/min. kg dm 0/3 به همراه نسبت c/n، 20 بهترین شرایط کیفی کمپوست را بوجود می آورد.
امیر هاشمی نژاد جعفر هاشمی
سوخت بیودیزل (متیل استر اسیدچرب) که به روش ترنس¬استریفیکاسیون با متانول از روغن های حیوانی، گیاهی یا پسماند استخراج می شود به خاطر تجدیدپذیری، غیر سمی بودن و همچنین مسائل زیست محیطی و محدود بودن، منابع فسیلی در دهه های اخیر توجه زیادی را به خود جلب کرده است. در تحقیق حاضر رآکتور همزن¬دار بچ طراحی و ساخته شد. میزان خلوص بیودیزل در سه دور همزنی( 650، 550، 450 دور بر دقیقه) و در 6 سطح زمانی (60، 50، 40، 30، 20، 10 دقیقه) با دو تکرار اندازه¬گیری شد. این آزمایش در دمای 60، نسبت مولی 1:6 روغن به الکل و کاتالیزور پتاسیم هیدروکسید به میزان 1درصد وزنی روغن پسماند، انجام شد. در این تحقیق، از آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی و در دو تکرار استفاده شد. کلیه تجزیه و تحلیل¬ها در محیط نرم افزار مینی تب (minitab) انجام گرفت. برای مقایسه میانگین¬ها از آزمون چند دامنه¬ای توکی در سطح احتمال 5 درصد استفاده¬شد. برای رسم نمودار¬های موجود نیز از صفحه گسترده اکسل استفاده گردید. بهینه سازی فرآیند تولید، در دو عامل دور همزنی در 3سطح (rpm 650 ، 550، 450)، و زمان واکنش در 6 سطح (60، 50، 40، 30، 20، 10دقیقه) انجام شد. نتایج نشان داد، تبدیل بیش از 90 درصد استر ها در 30 دقیقه اول اتفاق افتاد. در دور همزنی rpm 650 میزان تولید بیودیزل افزایش یافته و به حداکثر میزان خود رسید. بیشترین میزان تبدیل استرها در دمای 60 اتفاق افتاده است. بنابراین زمان واکنش 30 دقیقه و دورrpm 650 و دمای واکنش 60 بهینه¬ترین حالت برای تولید بیودیزل از روغن پسماند با استفاده از رآکتور همزن¬دار بچ می¬باشد.
فرزاد صالحیان جعفر هاشمی
ضایعات پس از برداشت یکی از مسائل و مشکلات اساسی است که نه تنها در فرآیند تبدیل، بلکه در مزرعه و زمان برداشت نامناسب نیز به وجود می¬آید. زمان بهین? برداشت می¬تواند ضایعات محصول را در مزرعه و همچنین در مرحل? تبدیل کاهش دهد. این تحقیق در مرکز ترویج و توسع? تکنولوژی هراز برای ارزیابی اثر زمانهای مختلف برداشت بر¬ روی خواص فیزیکی، مکانیکی و گرمابی دو رقم برنج کم¬محصول ¬هاشمی و پرمحصول گوهر انجام شد. زمان برداشت برای ¬هاشمی و گوهر به ترتیب 90 و 120 روز پس از نشاکاری در نظر گرفته شد. برداشت محصول 5 روز قبل از زمان تعیین شده شروع و تا مرحل? ریزش محصول ادامه پیدا کرد. 9 مرحله برای هر یک از ارقام برداشت انجام شد. نتایج نشان داد که اثر زمان برداشت، رقم و اثر متقابل زمان×رقم بر روی کمیت¬های میزان دانه¬های سالم، نیم¬دانه و خرده نیم¬دانه در سطح احتمال 1 درصد معنی¬دار است. نتایج همچنین نشان می¬دهد که اثر زمان برداشت و رقم بر روی میزان دانه¬های ترک¬دار، دانه¬های گچی، راندمان تبدیل و درج? تبدیل در سطح احتمال 1 درصد معنی-دار است اما اثر متقابل زمان×رقم بر روی کمیت¬های یاد شده تأثیر معنی¬دار ندارد. اثر زمان برداشت و رقم بر روی درج? سختی در سطح احتمال 1 درصد معنی¬دار و اثر متقابل زمان×رقم در سطح احتمال 5 درصد معنی¬دار است. همچنین اثر زمان برداشت بر روی درج? سفیدی در سطح احتمال 1 درصد معنی¬دار است ولی اثر رقم و اثر متقابل زمان×رقم اثر معنی¬داری ندارد. اثر زمان برداشت و رقم بر روی مدت زمان پخت، نسبت آبگیری و ضریب انبساط طولی و حجمی در سطح احتمال 1 درصد معنی¬دار است اما اثر متقابل زمان×رقم بر روی این کمیت¬ها اثر معنی¬دار ندارد.