Published April 1, 2023
| Version v1
Publication
Open
Development and evaluation of a dual-purpose machine for chopping and crushing forage crops
Creators
- 1. Agricultural Genetic Engineering Research Institute
- 2. Agricultural Research Center
- 3. Benha University
Description
Reducing reliance on fossil fuels with clean and sustainable alternatives is essential for mitigating climate change and global warming-related environmental concerns. Previous researchers have studied the performance of choppers and crushers as separate units powered by diesel or gasoline engines. Nowadays, an increasing interest in producing Eco-friendly machines that stand out for being dual purposes, cost-effectiveness, and with lengths suitable for feeding ruminants are imperative to achieving economic and sustainable goals. Therefore, this study aims to solve these issues and gaps by developing and evaluating a dual-purpose forage machine for chopping and crushing operations to achieve both operations more efficiently and at a lower cost. The developed forage machine's performance was evaluated for chopping operation using maize stalks with four different rotational speeds of 1200, 1400, 1600, and 1800 rpm and four different moisture contents of 22.7, 43.3, 59.8, and 74.6% (w.b.). Also, the crushing operation was evaluated using maize ears with four different crusher speeds of 1200, 1400, 1600, and 1800 rpm and three different sieves with holes' diameters of 6, 8, and 10 mm. The results concluded that the highest efficiencies with values of 94.17 and 92.85% were obtained at 1800 rpm chopper rotational speed and 22.7% moisture content for the chopper and 1200 rpm crusher rotational speed and 10 mm sieve hole diameter for the crusher, respectively. At these proper operational parameters, the machine productivity of 2.44 and 0.31 ton.hr-1, the specific energy requirements of 3.22 and 4.50 kW h.ton-1, and the estimated production costs of 23.56 and 121.24 EGP.ton-1 (1.25 and 6.38 USD.ton-1) were obtained for chopper and crusher, respectively.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
يعد تقليل الاعتماد على الوقود الأحفوري ببدائل نظيفة ومستدامة أمرًا ضروريًا للتخفيف من حدة تغير المناخ والمخاوف البيئية المتعلقة بالاحترار العالمي. درس باحثون سابقون أداء المروحيات والكسارات كوحدات منفصلة تعمل بمحركات الديزل أو البنزين. في الوقت الحاضر، يعد الاهتمام المتزايد بإنتاج آلات صديقة للبيئة تبرز لأغراض مزدوجة، وفعالية من حيث التكلفة، وبأطوال مناسبة لتغذية المجترات أمرًا ضروريًا لتحقيق الأهداف الاقتصادية والمستدامة. لذلك، تهدف هذه الدراسة إلى حل هذه المشكلات والثغرات من خلال تطوير وتقييم آلة علف مزدوجة الغرض لتقطيع وسحق العمليات لتحقيق كلتا العمليتين بشكل أكثر كفاءة وبتكلفة أقل. تم تقييم أداء آلة العلف المطورة لعملية التقطيع باستخدام سيقان الذرة بأربع سرعات دوران مختلفة تبلغ 1200 و 1400 و 1600 و 1800 دورة في الدقيقة وأربعة محتويات رطوبة مختلفة تبلغ 22.7 و 43.3 و 59.8 و 74.6 ٪ (وزن). كما تم تقييم عملية التكسير باستخدام آذان الذرة بأربع سرعات كسارة مختلفة 1200 و 1400 و 1600 و 1800 دورة في الدقيقة وثلاثة مناخل مختلفة بأقطار ثقوب 6 و 8 و 10 مم. وخلصت النتائج إلى أنه تم الحصول على أعلى الكفاءات بقيم 94.17 و 92.85 ٪ عند سرعة دوران المروحية 1800 دورة في الدقيقة ومحتوى رطوبة 22.7 ٪ للمفرمة وسرعة دوران الكسارة 1200 دورة في الدقيقة وقطر ثقب المنخل 10 مم للكسارة، على التوالي. عند هذه المعلمات التشغيلية المناسبة، تم الحصول على إنتاجية الماكينة البالغة 2.44 و 0.31 طن/ساعة-1، ومتطلبات الطاقة المحددة البالغة 3.22 و 4.50 كيلو واط/ساعة-1، وتكاليف الإنتاج المقدرة البالغة 23.56 و 121.24 جنيه/طن-1 (1.25 و 6.38 دولار/طن-1) للمفرمة والكسارة، على التوالي.Translated Description (French)
Réduire la dépendance aux combustibles fossiles avec des alternatives propres et durables est essentiel pour atténuer le changement climatique et les préoccupations environnementales liées au réchauffement climatique. Des chercheurs antérieurs ont étudié les performances des hacheurs et des concasseurs en tant qu'unités distinctes alimentées par des moteurs diesel ou à essence. De nos jours, un intérêt croissant pour la production de machines respectueuses de l'environnement qui se distinguent par leur double objectif, leur rentabilité et leur longueur adaptée à l'alimentation des ruminants est impératif pour atteindre des objectifs économiques et durables. Par conséquent, cette étude vise à résoudre ces problèmes et ces lacunes en développant et en évaluant une machine à fourrage à double usage pour les opérations de hachage et de concassage afin de réaliser les deux opérations plus efficacement et à moindre coût. La performance de la machine à fourrage développée a été évaluée pour l'opération de hachage en utilisant des tiges de maïs avec quatre vitesses de rotation différentes de 1200, 1400, 1600 et 1800 tr/min et quatre teneurs en humidité différentes de 22,7, 43,3, 59,8 et 74,6% (w.b.). En outre, l'opération de broyage a été évaluée en utilisant des épis de maïs avec quatre vitesses de broyage différentes de 1200, 1400, 1600 et 1800 tr/min et trois tamis différents avec des diamètres de trous de 6, 8 et 10 mm. Les résultats ont conclu que les rendements les plus élevés avec des valeurs de 94,17 et 92,85 % ont été obtenus à une vitesse de rotation du broyeur de 1800 tr/min et une teneur en humidité de 22,7 % pour le broyeur et une vitesse de rotation du broyeur de 1200 tr/min et un diamètre de trou de tamis de 10 mm pour le broyeur, respectivement. À ces paramètres de fonctionnement appropriés, la productivité de la machine de 2,44 et 0,31 tonne.h-1, les besoins énergétiques spécifiques de 3,22 et 4,50 kW h.ton-1 et les coûts de production estimés de 23,56 et 121,24 EGP.ton-1 (1,25 et 6,38 USD.ton-1) ont été obtenus pour le hachoir et le concasseur, respectivement.Translated Description (Spanish)
Reducir la dependencia de los combustibles fósiles con alternativas limpias y sostenibles es esencial para mitigar el cambio climático y las preocupaciones ambientales relacionadas con el calentamiento global. Investigadores anteriores han estudiado el rendimiento de picadoras y trituradoras como unidades separadas alimentadas por motores diésel o gasolina. Hoy en día, un interés creciente en producir máquinas ecológicas que se destaquen por ser de doble propósito, rentables y con longitudes adecuadas para alimentar a los rumiantes es imperativo para lograr objetivos económicos y sostenibles. Por lo tanto, este estudio tiene como objetivo resolver estos problemas y brechas mediante el desarrollo y la evaluación de una máquina forrajera de doble propósito para operaciones de corte y trituración para lograr ambas operaciones de manera más eficiente y a un menor costo. El rendimiento de la máquina forrajera desarrollada se evaluó para la operación de corte utilizando tallos de maíz con cuatro velocidades de rotación diferentes de 1200, 1400, 1600 y 1800 rpm y cuatro contenidos de humedad diferentes de 22.7, 43.3, 59.8 y 74.6% (w.b.). Además, la operación de trituración se evaluó utilizando mazorcas de maíz con cuatro velocidades de trituración diferentes de 1200, 1400, 1600 y 1800 rpm y tres tamices diferentes con diámetros de orificios de 6, 8 y 10 mm. Los resultados concluyeron que las eficiencias más altas con valores de 94.17 y 92.85% se obtuvieron a una velocidad de rotación de la picadora de 1800 rpm y un contenido de humedad del 22.7% para la picadora y una velocidad de rotación de la trituradora de 1200 rpm y un diámetro del orificio del tamiz de 10 mm para la trituradora, respectivamente. En estos parámetros operativos adecuados, se obtuvieron la productividad de la máquina de 2.44 y 0.31 ton.hr-1, los requisitos específicos de energía de 3.22 y 4.50 kW h.ton-1, y los costos de producción estimados de 23.56 y 121.24 EGP.ton-1 (1.25 y 6.38 USD.ton-1) para chopper y trituradora, respectivamente.Files
pdf.pdf
Files
(16.1 kB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:1db95f66b9efa1b7af807c6dc5f2c3c1
|
16.1 kB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- تطوير وتقييم آلة مزدوجة الغرض لتقطيع وسحق المحاصيل العلفية
- Translated title (French)
- Développement et évaluation d'une machine à double usage pour hacher et concasser les cultures fourragères
- Translated title (Spanish)
- Desarrollo y evaluación de una máquina de doble propósito para cortar y triturar cultivos forrajeros
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4365812680
- DOI
- 10.1016/j.heliyon.2023.e15460
References
- https://openalex.org/W1511394599
- https://openalex.org/W1986845452
- https://openalex.org/W2957688237
- https://openalex.org/W2991607526
- https://openalex.org/W2993527311
- https://openalex.org/W3008412023
- https://openalex.org/W3036642531
- https://openalex.org/W3039368257
- https://openalex.org/W3039755825
- https://openalex.org/W3200257991
- https://openalex.org/W4293378553