دستگاه رقم بند اتوماتیک اصلاح شده،به منظور رقم بندی ماهی قزل آلا

بررسی امکان ساخت دستگاه رقم بند اتوماتیک اصلاح شده، به منظور رقم بندی ماهی قزل آلا

حامد منوچهری¹ رضا اکرمی²

1- هیات علمی دانشگاه آزاد اسلامی واحد بابل 2-هیات علمی دانشگاه آزاد اسلامی واحد آزاد شهر

چکیده

در این تحقیق، با هدف کاربرد فنآوری جدید، یک رقم بند اتوماتیک متناسب با نیاز کارگاه های بزرگ پرورش ماهی قزل آلا در کشورمان طراحی وساخته شد. در طراحی اولیه، مشخص شد برای کارآیی مناسب دستگاه در رقم بندی همزمان به سه سایز، نیاز به حرکت دو نوارنقاله که به صورت زاویه دار در جهت افقی و عمودی نسبت به هم قرار گرفته اند میباشد. بر این اساس دو نوار نقاله طراحی و ساخته و سپس روی یک اسکلت از جنس استیل قرار داده شد. این دو نوار نقاله از هر دو طرف قابلیت حرکت به روی چارچوب استیل برای تنظیم فاصله بین آنها را دارا بودند. نیروی محرکه نوار نقاله ها از طریق دو موتور VDC110 تامین شدند. یک شبکه آبرسان در مسیر حرکت ماهی درون دستگاه طراحی و ساخته شد. نتایج آزمایش دستگاه نشان دادند که ماهیان 8-300 گرم را میتوان با این دستگاه رقم بندی نمود. کارآیی این دستگاه با دستگاه اتوماتیک خارجی با نوارنقاله ثابت و همچنین با دستگاه سورتر دستی مقایسه شد.مشخص شد برای افزایش دقت و سرعت میتوان نوار نقاله ها را در جای خود ثابت کرد و تعداد آنها را  افزایش داد. زمان صرفه جویی شده در رقم بندی اتوماتیک 7-5 برابر کمتر از رقم بندی دستی بود. تنش و جراحات وارده در رقم بندی اتوماتیک به دلیل حرکت ماهی درون آب    بسیار کمتر از رقم بندی دستی بود. از محاسن این دستگاه که انواع خارجی فاقد آن بودند، توان رقم بندی بچه ماهی زیر 10 گرم بود.ساخت این دستگاه 1 سال به طول انجامید و به شماره 33730 در اداره ثبت اختراعات کشور به ثبت رسید.

مقدمه

برخی ماهیان هم جنس خوارندو بایستی برای جلوگیری از خورده شدن ماهی کوچکتر توسط ماهی بزرگتر، هنگام کمبود مواد غذایی، رقم بندی شوند(عمادی و همکاران،1374).ماهیانی که نیاز به عملیات رقم بندی به دلیل همجنس خواری دارند عبارتند از:سی باس یا باراموندیLates calcarifer  ، طی مراحل انتهای لاروی و جوانایل شدیدا هم جنس خواری دارند (منوچهری، 1383).ماهی سوکلا Rachycentrodon canadum (Cobia)  ، نیز بایستی در فاز اول نرسری تا فاز پرواری حدود 10 مرتبه رقم بندی بایستی انجام شود( اکرمی، 1383).رقم بندی، در پرورش آزاد ماهیان بسیار معمول است.  حداقل یک مرتبه در سال، زمانی که استخر خالی در مزرعه داشته باشیم،  بایستی رقم بندی انجام شودHuet,1997)).ماهی آزاد و قزل آلا با تراکم بالا درون استخرها پروش داده میشوند، بنا براین ماهیهای هر گروه ممکن است از مولدین مختلف بوجود آمده باشند. این عامل به همراه عوامل دیگر نظیر  اینکه بچه ماهیهای حاصله از مولدین مختلف دارای اندازه های متفاوت بوده مسلما ماهیان بزرگتر، بیشتر و بهتر در گرفتن غذا رقابت مینمایند، که باعث ایجاد ماهیهایی با اندازه های مختلف میگردد، اگر چه سن آنها مشابه باشد(لیت ریتز،؟). دستگاه های رقم بند در دو مدل دستی و اتوماتیک ساخته میشوند. مواردی بایستی در ساخت این دستگاه ها رعایت شوند تا بدینوسیله دقت و سرعت و کارآیی آنها افزایش یابد. تنها تعدادی شرکت محدود در سطح دنیا، وجود دارند که در زمینه ساخت نوع اتوماتیک آن فعالند. در این پژوهش، دستگاه رقم بند اتوماتیک جهت رقم بندی ماهی قزل آلا برای نخستین بار در کشورمان ساخته شد. این دستگاه بدون کپی برداری از نوع مشابه خارجی ساخته شد و سعی شد تا مشکلاتی که در انواع خارجی به چشم میخورد، در این دستگاه اصلاح شود.

 مواد و روشها

پس از جمع آوری اطلاعات، بازدیدی از تنها دستگاه رقم بند خارجی موجود در کشورمان، واقع در کارگاه شهید مطهری یاسوج  انجام شد. دستگاه به علت نقص فنی، کارآیی نداشت.  برای ساخت نیاز به طرحی بود که بر اساس آن فاصله دو قسمتی که ماهیان از بین آنها عبور میکردند قابل تنظیم باشد تا براین مبنا بتوان ماهی ها را به سایز های مختلف در یک زمان رقم بندی نمود( Huet,1997). بر این اساس در طراحی مذکور  دو نوار نقاله در نظر گرفته شد. فاصله بین دو نوار نقاله طوری در نظر گرفته شد که از ابتدا تا انتها  این فاصله بیشتر میشد. اسکلت و بدنه دستگاه، از استیل سبک در نظر گرفته شد تا علاوه بر تامین اسکلت پر قدرت، از زنگ زدگی و پوسیدگی آن جلوگیری گردد. دیگر قطعات آن از جنس پلاستیک، پلی اتیلن و آلومینیوم در نظر گرفته شد.همچنین یک سینی (ورودی دستگاه) از جنس استیل 3 که دارای یک فریم استیل می باشد(شکل  1و4 )، جهت تخلیه اولیه ماهی برای شروع رقم بندی طراحی شد.ابعاد سینی طوری در نظر گرفته شد تا بتوان آنرا به راحتی به پمپ ماهی متصل نمود.این سینی بوسیله دو لولای استیل13 به فریم اصلی متصل است، که به سینی3 اجازه می دهد حول محور لولا ها 13 حرکت کرده و کاملا جمع شود تا دستگاه هنگام حمل و نقل جای کمتری اشغال کند.

شکل 1.سینی ورودی دستگاه

در کف دستگاه سه سینی استیل (شکل 2 )برای جمع آوری و هدایت ماهی ها به بیرون از دستگاه تعبیه شد. ماهیهای عبور کرده ازبین قسمت ابتدایی دو نوار نقاله(a,b 14 ماهی ها به درون این سینی 34 که آب درون آن در جریان است می ریزد و طریق مجرای 37 به بیرون می ریزد.سینی 35 برای سایز های بزرگتر و از طریق مجرای 38 به بیرون منتقل شده وسینی 36 برای سایزهای بزرگتر از سینی 35 و از طریق مجرای 39 به بیرون هدایت می کند.

شکل 2. سینی های جمع کننده ماهی و سه خروجی دستگاه

سه مجرای 37و 38 و39 قابل اتصال به لوله های بلند بوده به طوریکه ماهیهای رقم بندی شده را می توان بدینوسیله به طرف کانالهای پرورش ماهی هدایت کرد.اصلی ترین ومهمترین بخش این دستگاه، نوار نقاله های آن، می باشد که نقش اصلی در رقم بندی ماهی را به عهده دارند. جنس نوار نقاله از پلاستیک سخت در نظر گرفته شد، که در مقابل سایش، آفتاب، آب و ضربه مقاوم می باشد. در طراحی قالب نوار نقاله سعی گردید تمامی ملا حظات مربوط به ضخامت مناسب وعدم وجود نقاط زبر و خشن روی سطح آن، در نظر گرفته شود، چراکه این بخش از دستگاه بیشترین تماس را با بدن ماهی داشت. زاویه مناسب بین دو نوار نقاله اهمیت زیادی در دقت رقم بندی دارد.نیروی محرکه دستگاه، توسط دو گیربکس و دو موتور 110 ولت(AC)، برای افزایش ایمنی،تامین شد. انتقال نیرو از موتورهابه نوار نقاله ها از طریق دو محور  انجام می شود(شکل4). هر دو موتور، از طریق دو نگهدارنده که به صورت کشویی روی فریم می توانند بلغزندوکوپلینگ مربوطه با چرخ دنده ها در ارتباطند. با حرکت کشوئی دو نوار نقاله به راحتی به یکدیگر نزدیک و دور می شدند.موتورها و متعلقاتشان17و18 در سطحی بالاتر از محلی که آب در آن جریان دارد، تعبیه شده اند.فاصله بین دو نوار نقاله از طریق دو پیچ تنظیم ، کم وزیاد میشوند وبدینوسیله برای سایزهای مختلف ماهی قابل تنظیم است هر دو نوار نقاله دارای یک اسکلت از جنس استیل و صفحه های پلی اتیلنی a,b15 که از لبه های نوار نقاله محافظت می نمایندواز در آمدن نوارنقاله ها از جایگاه خود جلوگیری می نمایند.مسیر حرکت ماهیها جهت انجام عمل رقم بندی بدبن ترتیب است که ابتدا ماهیها به داخل سینی اصلی3 ریخته می شوند.این عمل بوسیله کارگر و یک سطل یا بوسیله پمپ ماهی قابل انجام است.جهت مقایسه کارآیی دستگاه حاضر با رقم بند دستی از آزمون t  (t-test) با استفاده از نرم افزار SPSS(Ver.10) استفاده گردید(فتوحی اردکانی، 1381).

نتایج

سرانجام دستگاه در مزرعه شرکت نگین دشت، واقع در سیاهکل آزمایش شد.بچه ماهیها با وزن متوسط 8 گرم توسط یک نفر کارگر به درون سینی دستگاه ریخته میشد. پس از نصب دستگاه به برق، با شروع حرکت نوار نقاله ها به موازات یکدیگر و به سمت انتهای دستگاه، ماهیانی که به درون مخزن ریخته میشدند، تک تک به روی نوار  افتاده و ابتدا ماهیان با ضخامت بدن کمتر(وزن پایینتر)، از میان قسمت ابتدایی نوار نقاله (کمترین فاصله بین دو نوار نقاله در این ناحیه میباشد) عبور کرده وبه درون سینی اول، افتاده و از اولین خروجی، خارج می شدند. ماهیان بزرگتر به دلیل بیشتر بودن ضخامت بدنشان(وزن بالاتر) قادر به عبور از میان قسمت ابتدایی نوار نقاله نبوده و روی نوار نقاله  و به طرف انتهای دستگاه حرکت کرده تا جاییکه فاصله بین دو نوار نقاله، به حدی می رسید که برابر یا بیشتر از عرض بدن ماهی بود.  ماهی ها از میان آن عبور کرده و پایین افتاده و از خروجی های بعدی خارج می شدند. به این ترتیب ماهیان با وزن پایین تر که عرض بدن کمتری داشتند، در ابتدای نوار نقاله به پایین افتاده و ماهیان با اوزان بالاتر و عرض بدن بیشتر در قسمتهای جلوئی نوار نقاله (که رفته رفته فاصله بین آنها بیشتر می شد) به پایین افتاده و از خروجی های بعدی خارج میشدند. ماهی هایی که از دستگاه خارج میشدند، وزن کشی شده که نتیجه آن در جدول 1 ثبت شده است.

جدول1. نتیجه آزمایش دستگاه با ماهی های میانگین وزنی 8 گرم

خروجی	وزن ماهی های خارج شده
شماره ا	7گرم و ماهی های زیر 7 گرم
شماره 2	8 گرم
شماره 3	5/8 گرم و ماهیهای بالای 5/8 گرم

نتیجه آزمایش دستگاه برای ماهیان با میانگین وزنی 250-300 گرم نیز مثبت بود. بعد از خروج ماهیها از خروجی ها توزین میشدند. ماهیان زیر 250 گرم از خروجی اول، ماهیان 250 گرم از خروجی دوم و ماهیان 300 گرم از سومین خروجی، خارج میشدند. که در مقایسه با نوع دستی اختلاف معنی داری مشاهده گردید (t‹0.05 ).

بحث

 اولین نوار نقاله ساخته شده دارای مشکلاتی از نظر استقامت بود که پس از ایجاد اصلاحات مختلف روی قالب و مواد پلاستیک ، نمونه بعدی نیز ساخته شد وآزمایش آن نیز با موفقیت انجام شد.برای شروع کار بهتر بود ابتدا ازگروه ماهیانی که بایستی رقم بندی شوند ماهی های ریز تر انتخاب و قطورترین قسمت بدن آنها اندازه گیری شده و این رقم به کولیس منتقل میشدند، سپس توسط کولیس اندازه بین دونوار نقاله در قسمت بالای دستگاه تنظیم میشد.در مرحله بعد ماهیانی از بزرگترین ماهیهای گروه مورد رقم بندی انتخاب و بزرگترین قطر خارجی بدن آنها اندازه گیری شوند و انتقال این اندازه به کولیس و تنظیم فاصله بین نوار نقاله در قسمت انتهایی دستگاه انجام شود. در این صورت راندمان دستگاه بالاتر خواهد رفت.(لیت ریتز،؟). سرعت رقم بندی مناسب بود به طوری که 6000 ماهی 8 گرمی در رقم بندی آزمایشی با تخلیه دستی ماهیان، ظرف مدت 40 دقیقه به سه سایز تقسیم میشدند. اگر سرعت موتور از این میزان( 2-3 دور در ثانیه) بیشتریا کمتر میشد، دقت رقم بندی کاهش پیدا میکرد. همچنین مشخص شد، برای افزایش سرعت رقم بندی میتوان، تعداد نوار نقاله ها را افزایش داد.یکی از مشکلات دستگاه این بود که برای تنظیم فاصله بین دو نوار نقاله میبایست از آچار استفاده میشد،که باعث کاهش دقت در تنظیم فاصله میشد. به همین دلیل در طراحی های بعدی نیاز به اهرم بندی دو نوار نقاله و تنظیم توسط یک پیچ بود. در مقایسه ای که بین رقم بندی اتوماتیک با این دستگاه و رقم بندی جعبه ای (رقم بندی دستی) انجام گرفت، مشخص شد، تعداد تلفات و استرس ناشی از فشار وارده به ماهیان در رقم بندی اتوماتیک قابل اغماض بود. درحالیکه در رقم بندی دستی، تلفات و جراحات جلدی زیادی در ماهیان بعد از رقم بندی مشهود بود. بیشترین جراحات در رقم بندی دستی مربوط به شکستگی سرپوش آبششی به دلیل گیر کردن سرپوش، بین دو لوله بود.  متوسط زمان ماندگاری ماهیان در دستگاه رقم بند اتوماتیک ،  5-7 برابر کمتر از ماندگاری آنها در شرایط مشابه درون دستگاه رقم بند دستی بود(t‹0.05). با توجه به وجود شبکه آبرسان درون دستگاه و خروج دائمی آب از نازل ها به درون سینی ورودی، روی نوارنقاله و سینی های خروجی، مسیر حرکت ماهی ها درون دستگاه، با لایه ای از آب پوشیده شده بود.  در مقایسه با رقم بندی دستی که برای خروج ماهیان از لابه لای  لوله ها نیاز به تکان دادن جعبه خارج از آب است، در رقم بندی اتوماتیک،فشار بسیار کمتری به ماهیان وارد میشد. در اولین آزمایش ناموزون بودن فشار آب درون سینی ها منجر به ایجاد مشکل درخروج ماهیها از دستگاه میشد. با اصلاح قطر سوراخ نازل ها این مشکل نیز برطرف شد. از محاسن این دستگاه قابلیت رقم بندی بچه ماهی زیر 10 گرم بود، در حالیکه انواع خارجی (مطابق با مشخصات داده شده از شرکت سازنده) میتوانند از 10 گرم به بالا را رقم بندی نمایند. همچنین مشخص شد برای افزایش دقت و کاهش هزینه در تولید میتوان نوار نقاله را به شکل ثابت ساخت. هزینه ساخت دستگاه 5 برابر کمتر از انواع مشابه خارجی برآورد شد. 

شکل3. قسمت های مختلف دستگاه ساخته شده.

شکل 4. طرح افقی از سورتر اتوماتیک ساخته شده. بیشترین عرض در بدن ماهی همانطوریکه در شکل دیده میشود،کمی پائین تر از سرپوش آبششی میباشد که مینای تنظیم نوار نقاله ها برای انجام عملیات رقم یندی می باشد و ماهی به صورت عمودی بین دو نوار نقاله آویزان میشود تا به جایی از نوار نقاله برسد که عرض آن بیش از عرض عریض ترین قسمت بدنش باشد.

منابع

          1.            اکرمی، ر. 1383. بیولوژی و تکثیر و پرورش ماهی سوکلا (کوبیا). سمینار دوره دکتری دانشگاه آزاد اسلامی

          2.            واحد علوم و تحقیقات تهران.

          3.            پل، ک. 1381. کتاب آموزشی SPSS 10 .ترجمه اکبرفتوحی اردکانی. انتشارات شایگان.

          4.            لیت ریتز، ا. ؟.  تکثیرو پرورش ماهی قزل آلا و ماهی آزاد. ترجمه حسین عمادی. انتشارات آبزیان.   

          5.            تهران. 212ص.

          6.            عمادی و همکاران. 1374. اصول پرورش آبزیان. شرکت چاپ و نشر ایران. تهران.183ص.

          7.            منوچهری، ح. 1383. تکنیک های تکثیر و پرورش سی باس (باراموندی). سمینار دوره دکتری دانشگاه آزاد

a.       اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران.                      

          8.            Huet, M. 1997.Textbook of fish culture breeding and cultivation of fish. Great      Britain at the University press, Cambridge. 439p.        

  Abstract

 In this research an appropriate automatic fish sorter for sorting large amount of fish, was constructed. At first step of designing, two belts should be constructed that make horizontal and vertical angle together. Belts located on the stainless steal frame. Then belts could adjust according to the fish width, with moving left and right side easily. The belts were rotate with two 110VAC electrical motor and gearbox. Water system was designed for moving fish in it flow and preventing injury and stress. The results showed that it can sort fish from 8 to 300g. The efficiency of this sorter compared with other automatic sorter which had fixed belt, and a manual sorter. The results showed that, for more accuracy and velocity, needed to add other belts and it is better to fix them. This sorter, sorted fish less than 10g. This device constructed after 1 year.