Determination Size Distribution of Shredded Vineyard Pruning Residues According to Variety

Year 2024, Volume: 12 Issue: 1, 140 - 148, 22.07.2024

Abdullah Sessiz , Nurgül Öngören

https://doi.org/10.33202/comuagri.1430164

Abstract

In this study, it was aimed to determine the particle size distribution of vineyard pruning residues shredded with a shredding machine according to grape variety. Pruning residues of three grape varieties, respectively, Boğazkere, Öküzgözü and Şire were used for the experiments. For shredding experiments, a wood chipper machine powered by a 15 HP thermal engine was used. Trials were conducted at three different engine speeds (1500 rpm, 2000 rpm, 2500 rpm). There are 3 shredding blades on the chopper unit of the machine. The blades are driven by gasoline engine with the a belt and pulley system. The study was carried out at three different blade rotation speed. Particle size distribution was determined for each rotation speed and grape variety. Sieves with diameters of 12.5-50 mm were used to calculate the particle size distribution.
According to the results, an inverse relationship was obtained between the blade rotation speed and the size length of the shredded branches for all varieties. The ratio of the size and length of the chopped/chopped residues passing through the sieves varied according to the blade speeds. Also, the significant difference were found between varieties (p<0.01). The best shredding was obtained in Boğazkere variety at all blade rotation speeds. As the speed of the chopper blades increased, better chopping occurred. In other words, as the number of revolutions increased, the particle size decreased. The best particle size distribution for all varieties was obtained at a blade rotation speed of 2500 rpm. As a result, it was concluded that it would be beneficial to operate at as high speeds as possible in order to obtain small branch pieces of the desired size.

Keywords

Shredder, vineyard pruning shoots, particle size distribution., mechanical chopper

Project Number

ZİRAAT.20.010

Bağ Budama Artıklarının Parçacık Boyut Dağılımının Çeşide Göre Belirlenmesi

Abstract

Bu çalışmada, bir dal parçalama makinasıyla parçalanan bağ budama artıklarının üzüm çeşidine göre parçacık boyut dağılımının belirlenmesi amaçlanmıştır. Denemeler için Boğazkere, Öküzgözü ve Şire olmak üzere üç üzüm çeşidinin budama artıkları kullanılmıştır. Parçalama deneyleri için 15 HP gücündeki termik motorla çalışan bir dal öğütme makinası kullanılmıştır. Denemeler üç farklı motor devrinde (1500 rpm, 2000 rpm, 2500 rpm) yürütülmüştür. Makinanın kıyıcı ünitesinin üzerinde 3 adet parçalayıcı bıçak bulunmaktadır. Parçalayıcı ünite, kayış-kasnak yardımıyla hareketini motor milinden almaktadır. Çalışma, üç farklı bıçak dönü hızında yürütülmüş olup her devir sayısı ve üzüm çeşidi için parçacık boyut dağılımı belirlenmiştir. Parçacık boyutu dağılımını hesaplamak için 12.5-50 mm çaplara sahip elekler kullanılmıştır.
Sonuçlara göre, tüm çeşitler için bıçak dönü hızı ile parçacık boyut uzunluğu arasında ters bir ilişki elde edilmiştir. Eleklerden geçen kıyılmış/doğranmış artıkların boyut uzunluklarının oranı, bıçak devirlerine göre farklılık göstermiştir. Çeşitler arasındaki fark da önemli olmuştur (p<0.01). En iyi parçalama, tüm bıçak dönü hızları için Boğazkere çeşidinde elde edilmiştir. Kıyıcı bıçakların hızı arttıkça daha iyi parçalama meydana gelmiştir. Yani, devir sayısı arttıkça parçacık boyutu küçülmüştür. Tüm çeşitler için en iyi parçacık boyut dağılımı ise 2500 d/d bıçak devir hızında elde edilmiştir. Sonuç olarak, istenilen büyüklükte küçük dal parçalarının elde edebilmek için mümkün olduğunca yüksek devirlerde çalışmanın yararlı olacağı sonucuna varılmıştır.

Keywords

Shredder, vineyard pruning shoots, particle size distribution, mechanical chopper

Project Number

ZİRAAT.20.010

References

• Adamchuk, V., Bulgakov, V., Skorikov, N., Yezekyan, T., Olt, J.,2016. Developing a new design of wood chopper for grape vine and fruit tree pruning and the results of field testing. Agronomy Research. 14(5): 1519-1529
• Anastasiou, E., A. Balafoutis, N. Darra, V. Psiroukis, A. Biniari, G. Xanthopoulos, S. Fountas, 2018. Satellite and proximal sensing to estimate the yield and quality of table grapes. Agriculture. 8(94): 2018
• Anonymous, 2016. Turkish Statistical Institute Agriculture Databases. http://www.turkstat.gov. tr/PreTabloArama.do?metod =search&araType=vt , (10.02.2024)
• Aygun I, Çakır E., 2014. Development and determination of the field performance of stalk choppers equipped with different blade configurations, Bulgarian journal of Agriculture, Journal Indexed in ESCI, International. 20(2014): 1273-1276.
• Çanakçı, M., Topakçı, M., Karayel, D., Ünal, İ., Çakır, M., Yiğit, M., Özdemir, E.,2018. Kendi yürür bir budama artığı parçalama makinası işletme giderlerinin belirlenmesi. Tarım Makinaları Bilimi Dergisi. 14 (2): 127-134.
• Çanakçı, M., Topakçı, M., Karayel, D., Ağsaran, B., Kabaş, Ö., Yiğit, M.,2019. The effect of different blades on the performance values of a pruning chopper used to improve soil properties. Bulgarian Journal of Agricultural Science. 25 (5): 1052–1059.
• Çolakoğlu, B., 2018. Tarımsal atıkların alternatif Kullanım alanları konusunda üretici eğilimleri. Namık Kemal Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Tarım Ekonomisi Anabilim Dalı Yüksek Lisans Tezi
• Demir, O. 2007. Anız Parçalama Makinasının Performans Değerlerinin Belirlenmesi. Yüksek Lisans Tezi, Selçuk Üniversitesi Tarım Makinaları A.B.D., Konya.55 ss.
• Dereli, İ., 2009. Bağ çubuklarını parçalama makinalarında kullanılan farklı bıçak tiplerinin parçalama performansına etkileri. Ege Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Tarım Makinaları Anabilim Dalı Yüksek Lisans Tezi.
• Hande, A., Padole, V., 2015. Design and fabrication of portable organic residue chopping machine to obtain compost. İnternational Journal for Innovative Research in Science & Tecnology. 2(3): 2349-6010.
• Marti, BV., Gonzalez, EF., Ferre, A., Cremades, JE., 2012. Mechanized methods for harvesting residual biomass from Mediterranean fruit tree cultivations. Sci. Agric. 69(3):180-188.
• Margaritis, N., Grammelis, P., Karampinis, E., Kanaveli, I-P., 2020. Impact of torrefaction on vine pruning’s fuel characteristics. J. Energy Eng, 146(3): 04020006.
• Özdemir, A. Sessiz, R. Esgici, 2017. Some maturity properties of Okuzgozu (Vitis Vinifera L. CV.) grape berries,” Fresenius Environmental Bulletin. 10(28): 6261-6265.
• Öngören, N., Sessiz, A., 2022. Bağ ve bahçe atıklarının değerlendirilmesinde kullanılan mekanik yöntemler. Tarım Makinaları Bilimi Dergisi (Journal of Agricultural Machinery Science). 18(2): 2022: 58-67.
• Öngoren, N., Sessiz, A.,2023. Determination of fuel and power requirement of a branch shredder for different vineyard pruning residues. International Journal of Agriculture, Environment and Food Sciences. 7 (4): 847-85
• Pari, L., Assirelli, A., Acampora, A., Giudice, A., Santangelo, E., 2015. A new prototype for increasing the particle size of chopped Arundo donax (L.). Biomass and Bioenergy. 74: 288-295.
• Pavankumar, SB., Sachin, KR., Shankar, R., Thagaraja, B., Madhusudhan, T., 2018. Design and fabrication of organic waste shredding machine. International Journal of Engineering Science Invention, ISSN(online): 2319-6734 ISSN(print): 2319-6726. Retrieved from https://www.ijesi. org/ , (10.06.2024).
• Pekitkan, G., Çanakçı, M., R. Esgici., Sessiz, A.,2022. Parçalama makinelerinin tasarımında kullanılmak üzere farklı budama artıklarının bazı kesme özelliklerinin belirlenmesi. JOTAF/ Journal of Tekirdag Agricultural Faculty. 19(2): DOI: 10.33462/jotaf.1012001
• Recchia, L., Daou, M., Rimediotti, M., Cini, E., Vieri, M., 2009. New shredding machine for recycling pruning residuals. Biomass and Bioenergy. 33: 149–154.
• Şeflek, Y., Çarman, K. ve Özbek, O., 2006. Budama atıklarının parçalanmasında kullanılan makinanın performans değerlerinin irdelenmesi. Ege Üniversitesi Basımevi, Tarım Makinaları Bilimi Dergisi. 2(3): 219-224, İzmir.
• Sessiz, A., A.K.Elicin, Esgici,R., Pekitkan, Turgut, MM., Öngören, N.,2021. Bir dal öğütme makinasının parçalama performansının bağ budama atıkları için değerlendirilmesi. Tarımsal Mekanizasyon ve Enerji Üzerine Güncel Araştırmalar. Akademisyen Kitabevi ISBN 978-625-8037-52-4, DOI 10.37609/akya.919.
• Spinelli, R., Magagnotti, N., Nati, C., 2010. Harvesting vineyard pruning residues for energy use. Biosystems Engineering. (105): 316-322.
• Spinelli, R., Nati, C., Pari, L., Mescalchin, E., Magagnotti, N., 2012. Production and quality of biomass fuels from mechanized collection and processing of vineyard pruning residues. Applied Energy. 89: 374-379.
• Spinelli, R., Lombardini, C., Pari, L., Sadauskiene, L., 2014. An alternative to field burning of pruning residues in mountain vineyards. Ecological Engineering. 70: 212-216.
• Sucipto, A., Kurnia, A., Halim, A., Irawan, A.P., 2020. Design and fabrication of multipurpose organic chopper machine. Materials Science and Engineering. 725, 012021.