Design, manufacturing and evaluation of a fruit sorting system based on weight

بخشی¬زاده, ابراهیم and افکاری سیاح, دکتر امیرحسین and عباسپور گیلانده, دکتر یوسف and راسخ, دکتر منصور (2010) Design, manufacturing and evaluation of a fruit sorting system based on weight. Masters thesis, University of Mohaghegh Ardabili.

[img] Text
عنوان فارسی (docx.pdf

Download (1MB)
Official URL: http://uma.ac.ir/

Abstract

By increasing the agricultural productions in the country, grading of agricultural materials, especially the fruits, will be important based on indices such as size, weight and colour. Naturally, there are differences among majority of products according to size and the factors in relation to maturity such as colour and firmness. Mechanical harvesting of fruits increase the inconsistency in physical properties and so, it will be necessary to sort and grade fruits and vegetables. An electronically automated system for grading fruits was designed and then its performance was evaluated. The machine included two electronic and mechanical parts in which the fruits were passed through and then graded according their weight using a 30 N load cell and its supported control circuit in three different classes. In this research, during two experiments the effect of 4 independent variables on machine performance was investigated. The levels of independent variables in first experiment were: fruit shape (two different fruits), input slope (three levels of 30, 40 and 50 degrees), and time of sensing (five levels of 1, 1.5, 2, 2.5 and 3 seconds) and in second experiment: fruit shape (two different fruits), and output slope (three levels of 10, 30 and 50 degrees). The effects of all three main factors were statistically significant on the machine performance (fruit per second). However, it was found that the most important factor was the time of load cell which, its interaction effects was significant on machine performance. In this relation, the optimum corrections of timers (in internal programs of PLC's) through calculation of time of fruits which passed the obstacles and gates finally caused to increase the performance of the machine. According to the results, the maximum rate of performance was related to kiwi-fruit, in input slope of 50 degree and 1 second of time of load cell equal to 872.4 fruits/hrs. Maximum coefficient of accuracy was relation to apple fruit, 30 degrees slope, in times of 2.5 and 3 seconds, and 40 degrees, in time of 3 second, and kiwi-fruit, in 30 and 40 degrees slope, and in times of 2.5 and 3 seconds, equal to 100%. According to the results, minimum and maximum rate of mechanical damages were zero and 15% in apple in 50 degrees slope in time of 1 second, which is negligible.

Item Type: Thesis (Masters)
Persian Title: طراحي، ساخت و ارزيابي يك سامانه درجه¬بندی ميوه بر اساس وزن
Persian Abstract: با افزايش توليد محصولات كشاورزي در كشور، جد¬اسازي كيفي محصولات کشاورزي و بويژه ميوه¬ها بر اساس شاخص¬هاي كمي نظير اندازه و وزن از اهميت خاصي برخوردار خواهد بود. اغلب محصولات به طور طبيعي از لحاظ اندازه و عوامل مربوطه به رسيدگي مانند رنگ و سفتي متفاوت مي¬باشند. برداشت ميوه¬ها خصوصا برداشت مکانيکي، ناخالصي و غيريکنواختي خواص فيزيکي محصول را افزايش مي¬دهد، لذا جداسازي ميوه¬ها و سبزي¬ها امري ضروري به نظر مي¬رسد. در اين تحقيق يک سامانه خودکار الکترونيکي درجه بندي ميوه طراحي و ساخته شد و عملکرد آن مورد بررسي قرار گرفت. دستگاه شامل دو قسمت الکترونيکي و مکانيکي است که طي آن ميوه ها بر اساس وزن و توسط يک حسگر بار 30 نيوتني و مدار کنترلي که اختصاصا" بدين منظور طراحي شده است توسط عملگرهاي مکانيکي در سه دسته جداسازي مي گردند. در اين تحقيق طي دو طرح آزمايشي مجزا اثر 4 متغير مستقل بر ميزان عملکرد، دقت جداسازي و ميزان آسيب¬ديدگي مورد بررسي قرار گرفت. سطوح متغير¬هاي مستقل در طرح آزمايش اول عبارت بودند از : نوع محصول (ميوه سيب و کيوي)، شيب سامانه انتقال ميوه (50،40،30 درجه) و زمان داده شده به حسگر بار (1، 5/1، 2، 5/2، 3 ثانيه)و در طرح آزمايش دوم: نوع محصول(ميوه سيب و کيوي ) و شيب مکانيزم جداکننده (10، 30، 50 درجه). طي بررسي هاي آماري (آزمايش فاکتوريل در قالب طرح بلوک¬هاي کامل تصادفي) اين نتايج بدست آمد. اثرات اصلي هر چهار عامل نوع محصول، شيب ورودي، شيب خروجي و مدت زمان تنظيم شده براي حسگر به طور معني دار بر عملکرد (بر حسب تعداد ميوه در واحد زمان) و دقت جداسازي(درصد) دستگاه موثر بود. ضمن اينکه در مورد ميزان آسيب ديدگي فقط اثر عامل نوع محصول معني¬داربود. اما مهمترين عامل مدت زمان حسگر بود که اثرات متقابل آن نيز به طور معني دار بر عملکرد دستگاه موثر بود. به طوري که مي توان با تنظيم بهينه زمان¬سنج¬ها در داخل برنامه PLC و از طريق محاسبه دقيق زمان عبور ميوه از روي مانع و عبور ميوه از دريچه¬ها زمان لازم براي جداشدن هر ميوه را کاهش و در نهايت عملکرد دستگاه را افزايش داد. نتايج آزمايش نشان داد که بيشينه عملکرد دستگاه براي کيوي در شيب ورودي 50 درجه و زمان 1 ثانيه برابر با 40/872 (تعداد/ ساعت) مي¬باشد. بيشينه ضريب دقت مربوط به ميوه سيب در شيب 30 درجه در زمان هاي 5/2 و 3 ثانيه و در شيب 40 درجه در زمان 3 ثانيه، و براي ميوه کيوي در شيب¬هاي 30 و 40 درجه و در زمان¬هاي 5/2 و3 ثانيه برابر با 100% بدست آمد. همچنين با توجه به نتايج بدست آمده کمينه تعداد آسيب ديدگي صفر و بيشينه آن 15/0 در هر ميوه براي سيب در شيب 50 درجه و زمان 1 ثانيه بوده است، که اين مقدار بسيار ناچيزي است.
Supervisor:
SupervisorE-mail
افکاری سیاح, دکتر امیرحسینUNSPECIFIED
Advisor:
AdvisorE-mail
عباسپور گیلانده, دکتر یوسفUNSPECIFIED
راسخ, دکتر منصورUNSPECIFIED
Subjects: Faculty of Agricultural Sciences & Natural Resources > Department of Biosystem
Divisions > Faculty of Agricultural Sciences & Natural Resources > Department of Biosystem
Divisions: Subjects > Faculty of Agricultural Sciences & Natural Resources > Department of Biosystem
Faculty of Agricultural Sciences & Natural Resources > Department of Biosystem
Date Deposited: 09 Jul 2019 08:31
Last Modified: 09 Jul 2019 08:31
URI: http://repository.uma.ac.ir/id/eprint/7609

Actions (login required)

View Item View Item