Improving disc blade cutting system for sesame harvest and determining its cutting quality

Abstract

There are partial mechanization practices in the harvest of the sesame plant and it is removed from the field using the shear cutting unit. Shearing base mowers have many parts, require constant adjustment, need to be lubricated frequently and have vibration issues. The use of rotary blade cutting systems eliminates these negative circumstances. For this reason, it is important to determine the usage possibilities of disc blades. In the study, an experimental setup with disc blades operating on the cutting-shearing principle, which is one of the harvesting methods according to the sesame plant, was designed and produced. In the experimental setup, plant stems of different diameters (10, 15 and 20 mm) were cut (disc blade diameters 150, 180 and 210 mm) and the cutting qualities were tried to be determined. Different blade mouth types (cutting edges 30°-30°, 30°-Flat, 45°-45°, 45°-Flat) were used in the disc blades in the experimental setup. The 30° and 45° cutting edge blade pairs were best suited for cutting quality for cutting stems of all diameters. Disc blade cutting system was found acceptable as a new method that can be used in sesame harvest.

Keywords

• Disc knife cutting
• Cutting quality
• Sesame stem
• Harvest

Susam hasadı için disk bıçaklı kesim sisteminin geliştirilmesi ve kesim kalitesinin belirlenmesi

Öz

Susam bitkisinin hasadında kısmi mekanizasyon uygulamaları bulunmaktadır ve makasla kesme ünitesi kullanılarak tarladan uzaklaştırılmaktadır. Makaslı kesme tabanlı biçme makineleri çok sayıda parçaya sahiptir, sürekli ayar gerektirir, sık sık yağlanmalıdır ve titreşim sorunları vardır. Döner bıçaklı kesme sistemlerinin kullanılması bu olumsuz durumları ortadan kaldırmaktadır. Bu nedenle disk bıçakların kullanım olanaklarının belirlenmesi önemlidir. Çalışmada, susam bitkisine göre hasat yöntemlerinden kesme-biçme esasına göre çalışan disk bıçaklı bir deney düzeneği tasarlanmış ve üretilmiştir. Deney düzeneğinde farklı çaplardaki (10, 15 ve 20 mm) bitki gövdeleri kesilerek (disk bıçak çapları 150, 180 ve 210 mm) kesme kaliteleri belirlemeye çalışılmıştır. Deney düzeneğinde yer alan disk bıçaklarda farklı ağız tipleri (30°-30°, 30°-Düz, 45°-45°, 45°-Düz) kullanılmıştır. 30° ve 45° kesici kenarlı bıçak çiftleri, tüm çaplardaki gövdeleri kesmek için kesme kalitesi açısından en uygun olanlarıdır. Disk bıçaklı kesme sistemi, susam hasadında kullanılabilecek yeni bir yöntem olarak kabul edilebilir bulunmuştur.

Anahtar Kelimeler

• Disk bıçakla kesme
• Kesme kalitesi
• Susam sapı
• Hasat

References

1. Amirian, F., Shahbazi, F. & Garavand, A.T. (2017) Effects of moisture content and level in the crop on the shearing properties of chickpea stem. Agricultural Engineering International: CIGR Journal, 19(4): 187-192.
2. Anğın, N. & Çatalkaya, V. (2019). Çukurova koşullarında 2. ürün susamın farklı gelişim dönemlerinde yapılan sulamaların verim ve yağ kalitesine etkileri . Mustafa Kemal Üniversitesi Tarım Bilimleri Dergisi , Cilt 24 Özel Sayı: 1st Int. Congress on Biosystems Engineering 2019, 112-119. Retrieved from https://dergipark.org.tr/tr/pub/mkutbd/issue/51091/660027
3. Arıoğlu, H. (2007) Yağ bitkilerinin yetiştirilmesi ve ıslahı. Çukurova Üniversitesi Ziraat Fakültesi Yayınları, Adana/Türkiye, s: 142
4. Atakişi, İ.K. (1999) Yağ bitkilerinin yetiştirilmesi ve ıslahı. Trakya Üniversitesi, Tekirdağ Ziraat Fakültesi. Yayın No: 148. Ders Kitabı, No: 10.
5. Baydar, H. & Turgut, İ. (2000) Susam (Sesamum indicum L.) Genetiği ve Islahı Üzerine Araştırmalar I. Bitki Türünü Belirleyen Özelliklerin Kalıtımı, Turkish Journal of Biology 24:3, (2000): 503-512.
6. Baydar, H. (2005) Breeding for the Improvement of the ideal plant type of sesame. Plant Breeding, 124: 263-267.
7. Bright, R.E. & Kleis, R.W. (1994) Mass Shear Strength of Haylage. Transactions of the ASAE, 7(2), 100-101.
8. FAO (2022). Food and Agriculture Organization of the United Nations. Crops and livestock products. Retrieved in February, 15, 2019 from http://www.fao.org/faostat/en/#data/QCL

9. İnce, A., Uğurluay, S., Güzel, E. & Özcan, M.T. (2005) Bending and shearing characteristics of sunfflower stalk residue. Biyosistems engineering, 92 (2), 175-181
10. Kamandar, M.R. & Jafar, M. (2017) Sensor based definition of buxus stem shearing behavior in impact cutting process Agricultural Engineering International: CIGR Journal, 19(4): 29-35.
11. Klenin, N.I., Popov, I.F. & Sakun, V.A. (1986). Agricultural Machines. Theory of Operation, Computation of Controlling and the Conditions of Operation. A.A. Balkema/Rotterdam. 650 p. ISBN10: 9061914485.
12. Kocabıyık, H. & Kayişoğlu, B. (2004) Ayçiçeği Sapının Kesme Özelliklerinin Belirlenmesi. Journal of Agricultural Sciences, s: 10 (3) 263-267
13. Mohsenin, N.N. (1986) Physical properties of plant and animal materials. Gordon and Breach Science Publishers Inc., pp:78-97, NY.
14. Özcan, M.T. & İlbuğa, M. (1998) Narenciye bahçelerinde budama çalışmaları-Bölüm I. 18. Ulusal Tarım Makinaları Kongresi Bildirileri, s: 56, Tekirdağ, Türkiye.
15. Öztürk, S. & Yaldız, O. (1995) Susam Tarımında Farklı Mekanizasyon Uygulamalarının Enerji Maliyetine Etkileri, 16. Ulusal Tarımsal Mekanizasyon Kongresi, 5-7 Eylül, s:120-127, Bursa.
16. Polat, R. (2002) Antepfıstığında Dal Kesme Dirençlerinin ve Budamada İş Başarılarının Saptanması. Journal of Agricultural Sciences, s: 8 (1) 22-27
17. Salunkhe, D.K., Chavan, J.K., Adsule, R.D. & Kadam, S.S. (1992) Sesame, World Oilseeds, Van Nostrand Reinhold, pp. 371-402, New York.
18. Sessiz, A., Güzel, E. & Bayhan, Y. (2018) Bazı Yerli ve Yabancı Üzüm Çeşitlerinde Sürgünlerin Kesme Kuvveti ve Enerjisinin Belirlenmesi, Araştırma Makalesi, Turkish Journal of Agricultural and Natural Sciences 5(4): 414–423.
19. Tan, A.Ş. (2015) Susam Tarımı. Türkiye Cumhuriyeti Gıda, Tarım ve Hayvancılık Bakanlığı. Ege Tarımsal Araştırma Enstitüsü. Yayın Numarası: 135. Menemen, İzmir.
20. Uğurluay, S. & Özcan, M.T. (2001) Susam (Sesamum indicum L.) Bitkisinin Hasat Mekanizasyonu Olanaklarının Belirlenmesi Üzerine Bir Araştırma. 20. Ulusal Tarımsal Mekanizasyon Kongresi, 13-15 Eylül, s:233-238, Şanlıurfa/Türkiye.
21. Uğurluay, S., Özcan, M.T., Güzel, E. & İnce, A. (2009) Design and Manufacture of Prototype Leek Harvesting Machine. Tarım Makinaları Bilimi Dergisi. Vol:5, No:1. s:109-114, ISSN: 1306-0007.
22. Uğurluay, S., İnce, A., Sessiz, A., Kayişoğlu, B., Güzel, E. & Özcan, M.T. (2010) Hasat Harman Makinaları ve İlkeleri. Nobel Kitabevi. 316 s, ISBN:978-605-397-111-5.
23. Ugurluay, S. & Cardak, G. (2020) Development and Analysis of a Belt Picking System for Sesame (Sesamum indicum L.) Harvesting. Tarım Bilimleri Dergisi-Journal of Agricultural Sciences. 26 (2020) 349-356, DOI: 10.15832/ankutbd. 555869.
24. Vurarak, Y. & Bilgili, M.E. (2014) Biçerbağlarla Hasat Edilen II. Ürün Susamda Verim-Kalite ve Bazı İşletmecilik Değerlerinin Belirlenmesi. Harran Tarım ve Gıda Bilimleri Dergisi, 18 (2), 38-48.
25. Yıldız, Y., Karaca, C. & Dağtekin, M. (2008) Hayvancılıkta Mekanizasyon. Hasad Yayıncılık. ISBN:978-975-8377-68-8.