مکانیزاسیون ماشین آلات کشاورزی

ر دنیای جدید بدلیل رشد روزافزون جمعیت و افزایش نیاز غذایی و پیشرفت های علمی شاهد هستیم كه نیاز به تولید بهینه افزایش یافته است. تولید بیشتر در واحد سطح فاكتوری است مهم و تعیین كننده. در این بین محدودیت های اقلیمی و زمانی و نیروی كارگری از مهمترین موانعی است كه در مسیر تولیدِ بیشتر قرار دارد. در این بین نیشكر نیز از این قاعده مستثنی نبوده است. طراحان ماشین هایكشاورزی در زمینه ی تولید ماشین برداشت نیشكر تلاش های بسیاری نمودند و بالاخره در حدود سال 1950 توانستند اولین ماشین برداشت نیشكر را تولید نمایند.(این تاریخ غیر معتبر است) لازم به توضیح است كه همانند تمامی ماشین های مكانیزه ی برداشت محصولات كشاورزی، پس از چندین سال تكامل ماشین های اولیه، برداشت كننده های نیشكر وارد بازار شدند. ظاهر این وسیله الهام گرفته از ظاهر كانگورو است.
انواع روش ها و ماشین های برداشت نیشكر
1- برداشت نیشكر به روش نیمه مكانیزه
در این روش ابتدا زمین به وسیله ی آتش یا شعله افكن سوزانده می شود و بدین ترتیب برگ ها می سوزند، اما چون ساقه ها قطورند و مرطوب، به همین دلیل نمی سوزند و به صورت كامل بر روی زمین باقی می مانند. سپس كارگرهای مجهز به ساتور، نی ها را از سطح زمین برش می دهند و بر روی زمین پخش می كنند. پس از آن، باركن نیشكر ساقه های ردیف شده را از روی زمین به كمك چنگك های خود بلند كرده و به تریلر یا كامیون منتقل می كند.
2- برداشت به صورت چند مرحله ای
در این روش طی چندین مرحله عمل برداشت صورت می گیرد:
- آتش زدن مزرعه با شعله افكن
- برش و ردیف كردن ساقه به كمك ماشین نی ریز یا با دست
- جمع آوری و بارگیری محصول با كمك باركن
- حمل نی از مزرعه تا جاده های اختصاصی به وسیله ی نقاله‌ی خودگردان مخصوص(نقاله ی خوگردان دارای سبدی است كه پس از پر شدن، نی ها را به داخل تریلر یا كامیون منتقل می كند)
- حمل نی تا كارخانه به وسیله ی كامیون و تریلر
به صورت گسترده در مناطقی كه امكان استفاده از ماشین های برداشت به صورت یك مرحله ای وجود ندارد از این روش بهره گرفته می شود. در زیر برخی از ادواتی كه در برداشت چند مرحله ای نیشكر مورد استفاده قرار می گیرد ذكر شده است. این ادوات عبارتند از:
الف) تریلر بل: این وسیله در آفریقای جنوبی طراحی شد و مورد استفاده قرار گرفت. این وسیله دارای یك تیغه در قسمت انتهایی است كه دارای شیبی در جهت مخالف زمین است و در پشت تراكتور قرار می گیرد و ساقه های ریخته شده بر روی سطح زمین را برداشت كرده و جهت انتقال به كارخانه آماده می كند.
ب)سیستم ماسكن: در سیستم های بارگیری از عقب توسط تریلر های بل بدلیل اینكه یك تریلر در پشت تراكتور قرار می گیرد، مسافت طی شده بسیار زیاد خواهد بود كه به صرفه نمی باشد. جهت رفع این مشكل از سیستم ماسكن كه در كنیا، مالاوی، آفریقای جنوبی، تانزانیا و زامبیا به طور گسترده استفاده می شود، بهره می گیرند كه شامل یك تراكتور است كه در پشت آن تا 5 مخزن وجود دارد و از پهلو عمل جمع كردن نی ها را انجام می دهد. بار كردن توسط جرثقیل های مخصوص صورت می گیرد.
ج)تریلر جاكوبیل: این تریلر نیز در آفریقای جنوبی طراحی شد. این وسیله همانند تریلر بل می باشد با این تفاوت كه از سه سمت عمل بارگیری در آن امكان پذیر است. از جلو ، از سمت راست و از سمت چپ.
3- برداشت یك مرحله ای
در این روش از برداشت، تمامی مراحل برداشت به كمك ماشین برداشت نیشكر(Sugarcane Harvester) صورت می پذیرد و انسان به صورت مستقیم با نی ها در تماس نمی باشد.
ماشین برداشت نیشكر بدلیل سلایق متنوع شركت های سازنده، دارای تنوع بسیار زیادی است. در برخی، تنها از نقاله جهت انتقال نی های بریده شده بهره می گیرند و در برخی دیگر، این كار بوسیله ی غلطك صورت می پذیرد. در برخی نی ها به صورت تكه تكه تولید می شوند و در برخی دیگر به صورت یكپارچه، اما ماهیت كاری تمامی این دستگاه ها شبیه به یكدیگر است.
قسمت های مختلف یك ماشین برداشت نیشكر(Sugarcane Harvester)
به طور كلی یك ماشین برداشت نیشكر از سیستم تغذیه، سیستم تمیز كننده و سیستم بالابرنده یا آسانسور تشكیل شده است.
الف) سیستم تغذیه
1- جداكننده ی محصول:
این قسمت شامل چهار ردیف میله ی مارپیچی یا هلیسه است كه در هر سمت دو عدد از آن قرار گرفته است. نسبت به یكدیگر با زاویه ای قرار گرفته اند و جهت جداكردن ردیف های كشت شده مورد استفاده قرار می گیرند. این كار به واسطه ی چرخش خلاف جهت یكدیگر هلیسه ها صورت می پذیرد. شیب موجود بر روی مارپیچ ها عملكرد كاری وسیله را افزایش می دهد. لازم به توضیح است كه در زیرِ هر یك از جداكننده های محصول یك عدد كفش قابل تنظیم جای گرفته است كه بر حسب عمق مورد نظر كشاورز، تنظیم می شود.
2- استوانه‌ی ضربه زن:
این وسیله ی قابل تنظیم، شامل استوانه ایست كه بر روی آن دندانه هایی وجود دارد كه باعث خم شدن سر نیشكر به سمت جلو می شود. بر حسب شرایط مختلف آب و هوایی تنظیم می گردد و یكی از عوامل مؤثر در تطبیق برداشت كننده های نیشكر با شرایط مختلفی چون بارندگی، باد شدید و تنوع در واریته های نیشكر است.
3- قطع كننده های پایه‌ی نیشكر:
این قسمت شامل صفحات بشقابی شكل قابل تعویضی است كه بر روی آن در حدود 5 تیغه جای می گیرد.(در صورت كند شدن، تیغه ها را می توان تعویض نمود) این صفحه ها با سرعت زیاد می چرخند و به واسطه ی ضربه ای كه به قسمت ابتدایی ساقه(طوقه) وارد می كنند عمل بریدن ساقه را انجام می دهد. برش دقیق اهمیت فوق العاده ای بر درصد جوانه زنی نی های بریده شده دارد.
4- استوانه های بلند كننده ی نی:
این قسمت شامل استوانه ایست كه ساقه های بریده شده در قسمت های قبلی را بلند كرده و به غلطك های انتقال، منتقل می كند. این وسیله در تنظیم مطلوب خوراك دهی اهمیت بسیار زیادی دارد.
5- غلطك های تغذیه:
شامل استوانه هایی است كه به صورت افقی قرار گرفته اند و كار انتقال مستمر نی های بریده شده را انجام می دهد. بدلیل شناور و قابل تنظیم بودن این استوانه ها یا غلطك ها، نی ها با اندازه های مختلف، بدون آسیب دیدن قسمت های مستعد جوانه زنیشان به چاقو‌ی تكه تكه كن انتقال می یابند.
6- خردكننده های استوانه ای دوار:
این قسمت شامل محوری است استوانه ای شكل كه به صورت افقی در پشت غلطك های تغذیه جای گرفته است و دارای چهار سری چاقوی تیز است. فاصله ی چاقو و زاویه و نحوه ی برش نی ها قابل تنظیم است. به كمك این چاقوهانی های نیشكر به قطعات مورد نظر بریده می شود.
ب) سیستم تمیز كننده
1- بالازن (Topper)
بالازن جهت بریدن قسمت های بالایی نیشكر كه از نظر مواد قندی فقیر است مورد كاربرد دارد. قسمت های بالایی نیشكر در طی فرآیند برداشت، از نی ها جدا شده و به زمین باز می گردد. بالازن ها دو نوع تك برش و ریز كننده هستند. در انواع تك برش تنها عمل برش و دور كردن قطعات برش خورده از ردیف برداشت صورت می گیرد. این نوع از بالازن ها در زمین هایی كه میزان تجزیه ی مواد آلی زیاد است استفاده می شود. نوع ریز كننده همانگونه كه از نامش مشخص است علاوه بر جداكردن، وظیفه ی ریز كردن قسمت های بالایی نیشكر را نیز برعهده دارند و در زمین هایی كه جهت زیر خاك كردن بقایای گیاهی از شخم بهره می گیرند استفاده می شود. به طور كلی بالازن ها دو سری صفحه ی تیغه ای هستند كه در خلاف جهت یكدیگر چرخیده و عمل برش را صورت می دهند. (تصویر بالا سمت چپ)
2- چاقوهای لبه دار:
این قطعه شامل یك صفحه ی مدور است كه چاقوهایی بر روی آن قرار گرفته است. به صورت عمودی می چرخد و در بالای هر جداكننده‌ی محصول یك عدد از این چاقوها جای می گیرد و وظیفه ی بریدن ساقه های درهم پیچیده و جداكردن آن ها را دارد. این قسمت كمك می كند تغذیه به صورت مناسب انجام گیرد و ردیف ها به صورت كامل، مجزا گردند.
تمیز كننده ها به دو دسته ی اولیه و ثانویه تقسیم می شوند. این قسمت وظیفه دارد ضایعات همراه نی های نیشكر را جدا نماید.
3- جداكننده ی اولیه:
این نوع از جداكننده ها شامل پروانه هایی هستند كه با دوری در حدود rpm130 می چرخند و به واسطه ی عمل دمیدن، خار و خاشاك موجود بر روی نی ها را جدا كرده و از ماشین برداشت نیشكر جدا می كند.
4- جداكننده ی ثانویه:
این قسمت نیز شامل یك بادبزن هیدرولیكی است كه در درون كلاهك پلاستیكی و در انتهای دماغه ی نیشكر جای دارد و با عمل دمیدن، وظیفه دارد آشغال های انتهایی را از نی ها، به صورت كامل جدا كند و به زمین انتقال دهد.
سیستم بالابرنده:
به طور كلی سیستم بالابر از چند سری غلطك به همراه چرخ و زنجیر و نقاله تشكیل شده است كه وظیفه‌ی انتقال مواد را بر عهده دارد. این قسمت بدلیل معلق بودن و تحمل وزن زیاد در هوا، بسیار سخت و محكم است و قطعات آن به صورت یكپارچه به یكدیگر متصل شده اند.(این قسمت در هر دقیقه در حدود 10 تن از نی های بریده شده را در حدود 5/4 متر از سطح زمین بلند می كند) جهت بالابرها قابل تنظیم است و می تواند راست ریز یا چپ ریز باشد. علاوه براین از نظر ارتفاع نیز قابل تنظیم اند.(در زیر تصویر یك ماشین برداشت نیشكر و قطعات آن قابل رؤیت است)