Süpper pirinçte yüksek yabancı madde oranlarına yönelik hava akımı alanı artırımı temelinde bir temizleme cihazının optimizasyonu ve deneysel analizi

Neden daha temiz pirinç hasatları önemli

Modern bir biçerdöver yüksek verimli “süpper pirinç” tarlasını biçtiğinde sadece taneleri değil aynı zamanda ıslak sapları, kabukları ve yaprak parçalarını da toplar. Makinenin temizleme sistemi buna yetişemezse çiftçiler aşırı yabancı madde içeren pirinçle karşılaşır veya değerli taneler arkadan dışarı kaybolur. Bu çalışma bu sorunu, pirinç biçerdöverinin temizleme bölümünde hava akımının yeniden tasarımıyla ele alıyor; amaç daha az kayıpla daha temiz pirinç elde etmek ve sahada maliyetli deneme-yanılma testlerini azaltmak.

Biçerdöver içinde pirincin nasıl temizlendiği

Bir biçerdöverin içinde pirinç salkımları önce dönen tamburlar içinde vurularak ve ovalanarak tanelerden saplardan ayrılır. Bu tahıl ve bitki atığı karışımı daha sonra temizleme haznesine girer. Orada titreşen eleman malzemeyi sallar ve bir fan yukarı doğru hava üfler. İdeal olarak ağır taneler elek üzerinden düşerek toplayıcı vida içine giderken daha hafif saplar ve saman hava akımıyla uzaklaştırılır. Ancak uygulamada, özellikle yüksek verimli, yüksek nemli süpper pirinçte, elek önünde büyük bir karışım birikimi oluşur ve geleneksel rüzgâr-elek tasarımları taneleri makineden dışarı savurmadan temizlemekte zorlanır.

Görünmez hava akımlarını ölçmek

Bu süreci iyileştirmek için araştırmacılar önce hava akımını ölçülebilir ve optimize edilebilir bir şey olarak ele aldılar. Çalışır bir biçerdövere benzetilmiş tam ölçekli bir test düzeni kullanarak, yeni biçilen pirinci harman tamburlarından temizleme haznesine beslediler. Eleğin altındaki toplama kutuları ıslahlar ve yabancı maddelerin gerçekte nereye düştüğünü ortaya koyarken, hassas hava hızı ölçerler eleğin hemen üzerindeki üç boyutlu hava akımını haritaladı. Bu verilerden ekip, “iyi” hava akımının üç basit göstergesini tanımladı: eleğin ön yoğun bölümünde güçlü ortalama hava hızı, uzun sapların biriktiği arkada belirgin bir hız artışı ve eleğin tüm bölümlerinin benzer şekilde çalışmasını sağlayan yandan yana dengeli hava akımı.

Fan ve yönlendiricileri rüzgâr enstrümanı gibi ayarlamak

Ardından ekip, iç rüzgârı şekillendiren temel mekanik ayarları sistematik olarak değiştirdi: fan hızı, fan çıkışından çıkan havayı yönlendiren iki metal yönlendirme plakasının açıları ve üst eleğin açıklık boyutları. Yapılandırılmış bir test kombinasyon seti kullanarak, her bir hava akımı göstergesi ve sahadaki gerçek performans için hangi ayarların en önemli olduğunu belirlediler. En iyi denge nispeten hızlı bir fan (dakikada 1250 devrim), daha dik bir birinci yönlendirme plakası, orta derecede ikinci plaka açısı ve balık pulu tarzı elek için belirli bir açıklık boyutu ile sağlandı. Tarla denemelerinde bu kombinasyon, daha az optimize edilmiş ayarlara kıyasla hem tane kaybını hem de yabancı madde oranını düşürdü ve bu hava akımı göstergelerinin temizleme kalitesini güvenilir şekilde öngördüğünü doğruladı.

Kavisli plakalarla rüzgârı şekillendirmek

Bu bulguların üzerine inşa ederek araştırmacılar sadece ayarlamakla kalmayıp hava yolunu gerçekten yeniden şekillendirdiler. Eleğin altındaki alt titreşim plakasını yeniden tasarladılar ve küçük kanatlar gibi davranan akıcı kavisli yay plakaları eklediler. Bu eğriler fan çıkışındaki tıkanmayı azaltıyor ve eleğin önünde, temiz tanelerin yoğun olarak biriktiği bölgede daha fazla hava akımını yukarı yönlendiriyor; aynı zamanda arkada büyük saman parçalarının üflenmesi için hava akımını güçlendiriyor. Bu yeni yapı kurulduktan sonra ölçümler, ön bölümdeki hava hızının neredeyse iki katına çıktığını, eleğin arkasındaki hava akımının belirgin şekilde arttığını ve yanlamasına hız dalgalanmalarının yaklaşık yarı yarıya azaldığını gösterdi; bu da daha pürüzsüz ve kontrollü bir rüzgâr alanına işaret ediyor.

Tarla koşullarında daha temiz tane ve daha az kayıp

İyileştirilmiş tasarım gerçek pirinç tarlalarında test edildiğinde pratik faydalar açıkça görüldü. Yüksek yabancı madde oranları ve makineye yüksek besleme hızlarının olduğu zorlu koşullarda, toplanan pirinçte istenmeyen madde payı yaklaşık %4,8’den %1,8’e düştü ve temizleyicinin arkasından dışarı kaybedilen tane oranı kabaca %2,5’ten %0,8’e geriledi. Günlük terimlerle, çiftçinin yetiştirdiklerinin daha fazlası kullanılabilir taneler olarak kalıyor ve hasat sonrası temizleme için daha az süre gerekiyor. Titiz hava akımı ölçümleri, akıllı test tasarımı ve basit bir yapısal değişikliği birleştirerek bu çalışma, biçerdöver içinde “rüzgârı şekillendirmenin” pirinç hasadını daha verimli ve güvenilir hale getirebileceğini gösteriyor; aynı yaklaşım diğer tahıl ürünlerine de uyarlanabilir.

Atıf: Wang, G., Wang, F., Liang, Y. et al. Optimization and experimental analysis of a cleaning device for super rice with high impurity rates based on airflow field enhancement. Sci Rep 16, 10709 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-40829-4

Anahtar kelimeler: pirinç hasadı, biçerdöver, hava akımı optimizasyonu, tane temizleme, tarım makineleri