چرا خاک، محیط کشت یا ظروف خود را بخار دهید؟
بخارپز کردن خاک روشی ایده آل برای کنترل ارگانیک بیماری ها، حشرات، علف های هرز و آلاینده های خاک و سایر محیط های رشد با استفاده از بخار کم فشار است.
بخار خطر بسیار کمتری نسبت به کاربردهای شیمیایی دارد و نه تنها برای پاستوریزه کردن خاک، بلکه برای کشت درون ظروف مانند گلدان، نیمکت و سینی نیز قابل استفاده است.
استفاده از بخار، به جای تکیه بر روش‌های کنترل شیمیایی، خطر کمتری دارد، نیروی کار را برای فعالیت‌های مولدتر آزاد می‌کند، گیاهان شما را سریعتر وارد خاک سالم‌تر می‌کند و می‌تواند به بهبود عملکرد کلی شما کمک کند.
علف های هرز می توانند در طول زمان در برابر مواد شیمیایی مقاوم شوند، اما بخار همیشه موثر باقی می ماند. این به این دلیل است که گرما مویرگ های داخل علف هرز را منفجر می کند و در نتیجه علف هرز قادر به فتوسنتز نیست. استیم دیروز، امروز و فردا یکسان کار می کند.
مولد بخار
مولد بخار کم فشار، بخار گلخانه ای ایده آل برای بخاردهی خاک و ظرف در گلخانه های تجاری و عملیات پرورش ذخایر است.
مولد بخار Steam-Flo® از Sioux 370 تا 3450 پوند بخار در ساعت تولید می کند که به شما امکان می دهد با استفاده از یک جوراب بخار و برزنت بخار، یک بخش 30 در 100 دقیقه از خاک را تا دمای 180 درجه فارنهایت (82 درجه سانتیگراد) گرم کنید.
بخار را به طور یکنواخت تحویل دهید برای بهترین نتیجه، اجازه دهید خاک به مدت حداقل 30 دقیقه در دمای 170 تا 180 درجه فارنهایت (76 تا 82 درجه سانتیگراد) بماند تا پاتوژن های مضر، دانه های علف های هرز، نماتدها و آلاینده ها حذف شوند.
پس از بخار پز و خنک شدن خاک، آماده کاشت هستید. کل زمان بخاردهی بر اساس متغیرهایی مانند دمای محیط و نوع خاک متفاوت است.
با متخصص بخار گلخانه تماس بگیرید تا در مورد نیازهای خاص خود در مورد بخارپز گلخانه صحبت کنید.
مزایای استفاده از بخار در عملیات رشد تجاری شما
به طور ارگانیک بیماری ها، حشرات، علف های هرز، دانه های علف های هرز و سایر آلاینده ها را کاهش می دهد.
به کاهش هزینه نیروی کار کمک کنید
کمتر از کاربردهای شیمیایی خطرناک است
از بخار نه تنها برای خاک، بلکه برای گلدان، نیمکت و سینی استفاده کنید
بخاردهی خاک صنعتی استفاده از دارایی های گیاهی را افزایش می دهد
خاک و محیط گلدان خود را دوباره تقویت کنید و دوباره از آن استفاده کنید
به محض سرد شدن خاک، سریعتر بکارید
فرایند ضدعفونی خاک با بخار
بستر قارچ را با بخار استریل کنید
بستر قارچ باید استریل شود. فرآیند عقیم‌سازی هر گونه کپک یا باکتری رقیب را از بین می‌برد و به قارچ‌ها بهترین شانس را می‌دهد تا با شروع چرخه رشد خود، خود را حفظ کنند.
بخار کم فشار از یک مولد بخار Steam-Flo® بخار مورد نیاز پرورش دهندگان قارچ تجاری برای استریل کردن بستر را فراهم می کند.
Sioux Container Control به کاربران این امکان را می دهد که با کنترل جریان بخار ورودی به ظرف از منبع بخار مانند Sioux Steam-Flo®، دما و زمان تزریق بخار خاصی را در یک ظرف ذخیره سازی، مانند ظرف حمل و نقل، تنظیم کنند.
این سیستم از یک شیر برقی بخار، ترموکوپل با سیم و یک کنترلر دیجیتال برای تنظیم دما و زمان بخار مورد نظر تشکیل شده است. این به معنای زمان و دمای دقیق برای استریل کردن ظروف رشد، خاک یا محیط کشت است.
در هر ظرف از یک کنترلر استفاده می شود، اما هنگام بخار دادن چندین ظروف، می توان از چندین کنترلر استفاده کرد.
نقطه تنظیم دما تا 250 درجه فارنهایت قابل تنظیم است.
زمان قابل تنظیم از 30 دقیقه تا 24 ساعت.
کنترل صفحه نمایش لمسی دیجیتال در محفظه ضد آب و هوا.
سیم های کنترل ترموکوپل و شیر برقی را برای اتصال سریع به جعبه کنترل وصل کنید. شامل 35 فوت سیم برای هر کدام. با همه کدها و استانداردهای ایمنی قابل اجرا مطابقت دارد: UL508a، CAN/CSA-C22.2 شماره 14-10، UL و NEC.
چکیده: نگرانی ها در مورد استفاده گسترده از آفت کش ها به دلیل موارد نامطلوب در حال افزایش است، اثرات مواد شیمیایی بر محیط زیست و سلامت انسان این امر تحقیقات جهانی را برانگیخته است.
توسعه یک جایگزین برای ضدعفونی شیمیایی خاک. کارایی استریلیزاسیون با بخار، جایگزینی برای روش های شیمیایی، با پیشرفت تکنولوژی و کشاورزی بهبود یافته است.
خدمات تحقیق و توسعه در کره استفاده از استریلیزاسیون با بخار را توصیه می کند. با این حال،مطالعات کمی در مورد اثرات و شرایط عملیاتی بخار با دمای بالا انجام شده است.
ضدعفونی
در این مطالعه، ما شرایط بهینه عملکرد یک ضدعفونی کننده با بخار بالا را ارائه می دهیم.
برای به حداکثر رساندن مقرون به صرفه بودن و راندمان حذف کل نماتدها و کل باکتری ها در خاک با استفاده از طرح Box–Behnken. داده های تجربی به یک چند جمله ای مرتبه دوم برازش داده شدند
معادله با استفاده از تحلیل رگرسیون چندگانه، با ضرایب تعیین (R2) برای هر مدل از 0.9279، 0.9678 و 0.9979. شرایط بهینه، دمای بخار بود 150.56 ◦C، سرعت دویدن 1.69 متر در دقیقه، و عمق اسپری 15.0 سانتی متر، با مطلوبیت مربوطه ارزش 0.8367. در مدل، این شرایط باعث پیش‌بینی پاسخ‌های زیر می‌شود:
راندمان حذف نماتد 99/93 درصد، راندمان حذف باکتری 49/97 درصد و مصرف روغن از 70.49 میلی لیتر بر متر مربع.
در شرایط بهینه برای ضد عفونی کننده بخار، راندمان حذف از نماتدها و باکتری ها به حداکثر رسید و مصرف روغن به حداقل رسید.
نتایج ما
مطالعه را می توان به عنوان داده های اساسی برای گندزدایی کارآمد خاک با استفاده از بخار با دمای بالا مورد استفاده قرار داد.
کلمات کلیدی: طراحی جعبه–بنکن; ضدعفونی بخار با دمای بالا؛ نماتد کل؛ حذف بهره وری؛ کل باکتری ها
مقدمه
نماتدهای انگلی گیاهی و باکتری های بیماریزای گیاهی موجود در خاک می توانند برای مدت طولانی در خاک زنده بمانند و آسیب جدی به محصولات زراعی وارد کنند [1، 2].
در کره، تقریباً 42 درصد از مزارع زراعی که طی سال‌های 2013-2015 مورد بررسی قرار گرفتند، آلوده به Meloidogyne [3] بودند که مواد مغذی را جذب می‌کند.
به واسطه چیدن و ایجاد زخم در ریشه سوء تغذیه در محصولات ایجاد می شود [4].
تعداد آفات و باکتری های حشرات به دلیل گرم شدن زمین در حال افزایش است [5].
خانواده های کشاورز برای جلوگیری از آسیب به محصول با استفاده از مواد شیمیایی خاک را ضد عفونی می کنند و معمولاً بخور خاک انجام می شود. با این حال، نگرانی ها در مورد استفاده گسترده از آفت کش ها به عنوان محصولی مضر افزایش یافته است.
اثرات مواد شیمیایی بر محیط زیست و سلامت انسان شناخته شده است. متیل بروماید، یک ماده بخور دهنده خاک، از سال 2015 در سراسر جهان ممنوع شده است، زیرا دارای خواص بسیار سمی و تخریب لایه ازن است [6].
اگر چه آفت‌کش‌های نسبتاً کم خطرتری مانند آفت‌کش‌های پیرتروئید استفاده شده‌اند، اثرات سلامتی این جایگزین‌ها اخیراً گزارش شده است [7].
در نتیجه، این امر تحقیقات جهانی را برای توسعه جایگزینی برای ضدعفونی شیمیایی خاک برانگیخته است [6،8].
استریلیزاسیون با بخار که به عنوان یکی از جایگزین های روش های شیمیایی ارائه می شود، قدیمی ترین روش فیزیکی است و بیش از یک قرن است که مورد استفاده قرار می گیرد [9].
درمان با بخار به ماشین بزرگی نیاز دارد که بتواند بخار تولید کند و آن را وارد خاک کند و کارایی این روش به نوع خاک بستگی دارد زیرا دمای خاک فقط در لایه های بالایی خاک در مورد خاک های شنی و ماسه ای افزایش می یابد [10].
با وجود این موانع، راندمان عقیم سازی خاک با استفاده از بخار با دمای بالا به تدریج در حال بهبود است. پیشرفت‌های تکنولوژیکی اخیر، استریل‌کننده‌های بخار را سبک‌تر و سریعتر کرده است [11].
علاوه بر این، مولد بخار به عنوان تکنولوژی ای برای پاشش بخار به عمق بیشتر در خاک، تاثیر بیشتری دارد [12].
مهمتر از همه، مزایای اصلی بخاردهی سادگی نسبی روش و راندمان بالای عقیم سازی در مورد بیشتر پاتوژن های گیاهی، حشرات، ویروس ها و دانه های علف های هرز در خاک است [9،10]
بخار
در سال 2011، ضدعفونی‌کننده‌های شیمیایی که در مرطوب‌کننده‌های خانگی استفاده می شد باعث بیماری‌های کشنده ریه ای در کره شدند.
به گفته وزارت محیط زیست، این سوء استفاده از مواد شیمیایی تا سال 2020 باعث حدود 7000 قربانی شد. این حادثه مردم را بر آن داشت تا استفاده از مواد شیمیایی را نه تنها در زندگی روزمره خود، بلکه در کشاورزی نیز کاهش دهند [13].
علاوه بر این، خدمات تحقیقات کشاورزی و توسعه در کره، ضدعفونی کردن بخار سازگار با محیط زیست را توصیه کرده و یک ضدعفونی کننده بخار با دمای بالا برای استفاده کشاورزان ایجاد کرده است.
با این حال، برخی از خانوارهای کشاورز در شرایط بهینه نشده بیش از حد از بخار استفاده می کنند که می تواند هزینه ضدعفونی خاک را نسبت به روش های شیمیایی افزایش دهد.
مطالعات کمی در مورد دستکاری شرایط عملیاتی برای افزایش کارایی ضد عفونی انجام شده است [12،14].
برای انجام کارآمد گندزدایی خاک، بهینه سازی شرایط عملیاتی برای افزایش راندمان گندزدایی و مقرون به صرفه بودن ضروری است.
هدف از این مطالعه ارائه شرایط عملیاتی بهینه بخار با دمای بالا است که کارایی ضد عفونی و مقرون به صرفه بودن را برای ضدعفونی کل نماتدها و کل باکتری ها در خاک به حداکثر می رساند.
در این مطالعه، ما شرایط عملیاتی بهینه برای استریلیزاسیون بخار با دمای بالا را با استفاده از طرح Box-Behnken و راندمان حذف و مقرون به صرفه بودن برای نماتدها و باکتری‌ها در خاک تحت شرایط بهینه ارائه می‌کنیم.
نتایج مطالعه ما می تواند به عنوان داده های اساسی برای گندزدایی کارآمد خاک با استفاده از بخار با دمای بالا استفاده شود.
2. مواد و روش ها
2.1. گندزدایی و نمونه برداری خاک
ما از یک ضدعفونی کننده بخار با دمای بالا (JS-S002A، JSE Inc.، Daegu، کره) برای انجام ضدعفونی خاک استفاده کردیم.
ابعاد دستگاه 2510 میلی متر (طول) × 1600 میلی متر (عرض) × 1270 میلی متر (ارتفاع) است و با سرعت 100 متر مربع در ساعت می تواند خاک را ضدعفونی کند.
این ضدعفونی‌کننده می‌تواند با استفاده از سوزن‌هایی با نازل‌های پاشش، بخار با دمای بالا را به داخل خاک پاشیده و بخار را در دمای ۱۲۰ تا ۱۶۰ درجه سانتیگراد به طور مطمئن اسپری کند.
از مزایای این دستگاه این است که نسبت به بقیه انرژی کمتری مصرف می کند زیرا بخار داغ پاشیده شده به خاک پس از ترکیب شدن با گرمای زمین گرمایش بالا می رود.
گندزدایی خاک بین ساعت 10 صبح تا 12 صبح انجام شد. در یک گلخانه در فصل غیر رشد. در دهه‌های اخیر در کره، نماتدها و باکتری‌های موجود در خاک به عنوان دلایل اصلی اختلال در تولید محصول ذکر شده‌اند.
بنابراین در این مقاله کل نماتدها و کل باکتری ها به عنوان آفات شاخص انتخاب شدند. برای تجزیه و تحلیل کاهش تراکم کل نماتد و کل باکتری های ناشی از ضدعفونی، خاک را قبل و بعد از اجرای ضدعفونی کننده بخار جمع آوری کردیم.
ما آزمایشاتی را در گلخانه انجام دادیم تا اثرات دما و رطوبت را به حداقل برسانیم. مجموعه ای متشکل از 15 گلخانه در Miryang، استان Gyeongsang، کره، به عنوان محل آزمایش انتخاب شدند.
محصول اصلی کشت شده در گلخانه ها فلفل قرمز بوده و در زمان انجام آزمایش، این گلخانه ها در دوره کشت نشده بودند.
هیچ سابقه بیماری ناشی از نماتد یا باکتری در این 15 گلخانه گزارش نشده است و محدوده جمعیت پایه کل نماتد و کل باکتری قبل از درمان با بخار در 15 گلخانه 135-233 نماتد / 30 گرم خاک و 2.27 × 1011-5.32 × 2.27 بود. به ترتیب 1012 CFU/g خاک.
همه گلخانه ها به مساحت 200 متر مربع یکسان بودند و حدود چهار ساعت طول کشید تا هر گلخانه با استفاده از ضدعفونی کننده بخار تصفیه شود.
ما به طور تصادفی هفت نقطه در هر گلخانه را قبل و بعد از بخاردهی انتخاب کردیم و به طور مساوی 200 گرم خاک با عمق 0-15 سانتی متر در هر نقطه جمع آوری کردیم.
خاک های جمع آوری شده به طور کامل برای جریان هوا مهر و موم نشده بودند و ما دمای خاک موجود را با استفاده از جعبه های یخ حفظ کردیم. تمام خاک در مدت شش ساعت پس از نمونه برداری به آزمایشگاه منتقل شد.
تراکم نماتدها
ما اثرات ضد عفونی بخار با دمای بالا را با مقایسه تراکم کل نماتدها و کل باکتری ها قبل و بعد از ضد عفونی خاک تجزیه و تحلیل کردیم. برای تجزیه و تحلیل تراکم نماتدها، از روش متداول قیف Baermann برای جداسازی نماتدهای زنده استفاده شد [15].
سه آزمایش تکراری با 30 گرم خاک مخلوط از هفت نقطه جمع آوری انجام شد. با استفاده از میکروسکوپ نوری (Olympus BX41TF، Olympus Optical Co.، توکیو، ژاپن) نماتدهای جمع آوری شده در زیر قیف را پس از عبور از بافت صورت، شمارش کردیم.
تجزیه و تحلیل تراکم کل باکتری ها در خاک با استفاده از روش صفحه رقیق سازی پس از استخراج 100 گرم از خاک مخلوط انجام شد [16].
ما سه آزمایش مکرر با فاکتورهای رقیق سازی 10-6-10-10 با استفاده از کشت TSA انجام دادیم. ظروف پتری رقیق شده به مدت 48 ساعت در دمای 25 درجه سانتی گراد کشت شدند و کلنی های روی ظروف پتری شمارش شدند.
پس از شمارش تعداد نماتدها و باکتری ها، قبل و بعد از ضدعفونی، راندمان حذف را طبق رابطه زیر محاسبه کردیم:
در جایی که RE راندمان حذف است، NB تعداد نماتدها یا کلنی ها قبل از عقیم سازی با بخار و NA تعداد نماتدها یا کلنی ها پس از ضدعفونی با بخار است.
ما مقدار روغن سبک مصرف شده در طول ضدعفونی خاک را برای تخمین مصرف انرژی ضدعفونی با بخار با دمای بالا محاسبه کردیم. مصرف روغن با محاسبه تفاوت بین مقدار روغن سبک قبل و بعد از ضدعفونی تخمین زده شد.
این مقدار را بر مساحت مزرعه ضدعفونی شده تقسیم کرده و مقدار روغن سبک مصرفی در واحد سطح گلخانه را محاسبه کردیم.
2.4. انتخاب پارامترهای هدف برای بهینه سازی
هنگام استفاده از دستگاه ضدعفونی کننده خاک با بخار داغ در خانوارهای کشاورز، پارامترهایی که به راحتی قابل کنترل هستند عبارتند از دمای بخار، سرعت ضدعفونی کننده و عمق تزریق بخار.
این متغیرها به راندمان حذف نماتدها و باکتری ها و همچنین به هزینه ضدعفونی مربوط می شود. بنابراین، این سه متغیر را به عنوان متغیرهای هدف بهینه سازی در این تحقیق انتخاب کردیم.
علاوه بر این، از آنجایی که ضدعفونی‌کننده بخار با دمای بالا ممکن است به دلیل شرایط خاک نتواند عمق پاشش بخار را کنترل کند، ما محدوده‌های بهینه دمای بخار و سرعت عملکرد ضدعفونی‌کننده را در هر عمقی از پاشش‌های بخار نیز بررسی کردیم.
2.5. روش‌شناسی سطح پاسخ و طراحی جعبه–Behnken
روش‌شناسی سطح پاسخ (RSM) مجموعه‌ای از تکنیک‌های آماری و ریاضی برای طراحی آزمایش‌ها، ساخت مدل‌ها و ارزیابی اثرات پارامترهای فرآیند است.
RSM از یک سری آزمایش های طراحی شده برای به دست آوردن پاسخ بهینه استفاده می کند که سپس با استفاده از یک چند جمله ای درجه دوم مدل می شود.
سطح پاسخ را می توان به صورت گرافیکی برای تعیین رابطه بین متغیرهای توضیحی و پاسخ استفاده کرد [17]، و این نمایش بصری به کاربر اجازه می دهد تا ویژگی های روابط بین متغیرها را بهتر درک کند [18].
آگاهی از این رابطه برای یافتن شرایط متغیرهایی که پاسخ بهینه را ارائه می دهند، مهم است [19].
طرح Box–Behnken (BBD)، یکی از طرح‌های RSM، یک طرح درجه دوم مستقل و قابل چرخش با ترکیب‌های متغیر در نقاط میانی لبه‌ها و مرکز فضای آزمایشی است [20].
BBD به سه سطح برای هر متغیر توضیحی نیاز دارد، که منجر به آزمایشات تجربی کمتری در مقایسه با سایر طرح‌های RSM برای برآورد اثرات متغیرها و تعاملات آنها می‌شود [21].
بنابراین، آزمایش‌هایی را برای بهینه‌سازی متغیرها با استفاده از BBD طراحی کردیم. آزمایش‌هایی را بر اساس BBD با سه عامل در سه سطح ایجاد کردیم.
برای محاسبات آماری، هر متغیر توضیحی در سه سطح کدگذاری شد: -1، 0، و 1. کدگذاری متغیرها با استفاده از رابطه زیر انجام شد:
که در آن Xi مقدار رمزگذاری شده بدون بعد یک متغیر مستقل، xi مقدار واقعی یک متغیر مستقل، xc مقدار واقعی یک متغیر مستقل در نقطه مرکزی، و ∆xi مقدار تغییر مرحله یک
متغیر مستقل است.
در BBD، تعداد کل 15 آزمایش، از جمله سه نقطه مرکزی، انجام شد.
یک مدل چند جمله ای مرتبه دوم برای ارتباط بین پاسخ و متغیرهای توضیحی متناسب شد. ما تناسب و ضرایب هر مدل را با استفاده از نرم افزار آماری Minitab (نسخه 19، Minitab
Inc., State College, PA, USA) تخمین زدیم.
یک مدل درجه دوم که شامل مدل خطی است:
2.6. مراحل بهینه سازی پارامتر
مراحل زیر برای بهینه سازی پارامترهای عملیات ضدعفونی کننده خاک بخار استفاده شد (شکل S1؛ نمودار جریان).
برای فرآیند بهینه‌سازی، از دمای بخار، سرعت اجرا و عمق پاشش به عنوان متغیرهای توضیحی و راندمان حذف نماتدها و کل باکتری‌ها و همچنین مصرف روغن سبک به عنوان متغیر
پاسخ استفاده شد.
مرحله 1. تغییرات دمای خاک را با توجه به سطح سه متغیر توضیحی مشاهده کنید. در BBD، محدوده هر متغیر باید شامل نقطه تغییری باشد که در آن نتیجه شروع به افزایش یا کاهش می کند.
بنابراین، اگر محدوده هر متغیر شامل یک نقطه تغییر نمی شود که در آن درجه افزایش دمای خاک شروع به کاهش می کند، محدوده متغیرها را تنظیم مجدد کنید.
اگر محدوده شامل نقطه تغییر است، سه سطح از این متغیرها را برای انجام BBD تنظیم کنید. این پیش آزمایش ها به صورت متوالی با تقسیم همان گلخانه 400 متر مربعی به چهار قسمت انجام شد.
دمای 9 سانتی متر، 12 سانتی متر و عمق 15 سانتی متر زیر خاک به طور همزمان در فواصل پنج دقیقه ای با استفاده از دماسنج های دیجیتال (مدل CS-101، ACUBA، سئول، کره)
اندازه گیری شد.
مرحله 2. آزمایشات BBD را انجام دهید و راندمان حذف نماتدها و کل باکتری ها و مقدار روغن سبک مورد استفاده برای ضدعفونی خاک را محاسبه کنید.
مرحله 3. شبیه سازی RSM و تجزیه و تحلیل واریانس (ANOVA) و تخمین معادلات درجه دوم برای متغیرها
مرحله 4. بررسی شرایط بهینه برای متغیرهای توضیحی بر اساس نمودار کانتور و نمودار سطح تولید شده از شبیه سازی RSM.
مقادیر مطلوبیت که نشان دهنده نزدیکی یک پاسخ به مقدار ایده آل آن است با استفاده از تابع مطلوبیت ارائه شده توسط نرم افزار Minitab [22] محاسبه می شود.
3. نتایج
3.1. تنظیم محدوده برای متغیرهای توضیحی از طریق آزمایش‌های پایه
برای تنظیم محدوده متغیرهای توضیحی برای BBD، دمای خاک را پس از ضدعفونی با بخار با سطوح متغیر مختلف بر اساس عمق اندازه‌گیری کردیم.
شکل 1 تغییرات دمای خاک را در طول زمان پس از ضدعفونی با بخار نشان می دهد.
هنگامی که ضدعفونی کننده خاک در دمای بخار 160 درجه سانتیگراد، سرعت اجرای 1 متر در دقیقه و عمق پاشش 15 سانتی متر کار می کرد، دمای خاک به 71.9 درجه سانتیگراد، 73.5 درجه سانتیگراد و 83.5 درجه سانتیگراد افزایش یافت.
به ترتیب 9 سانتی متر، 12 سانتی متر و 15 سانتی متر و سپس به تدریج کاهش یافت (شکل 1a). درجه کاهش دمای خاک با گذشت زمان کاهش یافت و دمای خاک در دمای 40 درجه سانتیگراد همگرا شد.
در آزمایش‌های بعدی با سطوح متغیر مختلف، روند تغییر دمای خاک در 9 سانتی‌متر و 12 سانتی‌متر تقریباً یکسان بود، اما تفاوت‌ها در 15 سانتی‌متر یافت شد.
در 15 سانتی متر، درجه افزایش در دمای اولیه خاک زمانی که دمای بخار به 120 درجه سانتیگراد کاهش یافت حدود 5 درجه سانتیگراد کاهش یافت (شکل 1b) و زمانی که سرعت دویدن به 2 متر در دقیقه افزایش یافت به کمتر از نصف کاهش یافت. (شکل 1ج).
ما همچنین دریافتیم که دمای خاک در 15 سانتی‌متر تنها تا 60 درجه سانتیگراد در هنگام پاشش بخار در عمق 9 سانتی‌متری می‌رسد.
بر اساس این نتایج، ما سه سطح از متغیرهای توضیحی را در BBD تنظیم کردیم، همانطور که در جدول 1 نشان داده شده است.
شکل
شکل 1. تغییر دما در طول زمان پس از ضدعفونی با بخار:
(الف) 160 درجه سانتیگراد، 1 متر در دقیقه و 15 سانتی متر،
(ب) 120 درجه سانتیگراد، 1 متر در دقیقه و 15 سانتی متر،
(ج) 160 درجه سانتیگراد، 2 متر در دقیقه، و 15 سانتی متر،
و (د) 160 ◦C، 1 متر در دقیقه، و 9 سانتی متر.
3.2. آزمایش‌های BBD و مدل‌های رگرسیون
جدول 2 طرح آزمایشی را با توجه به BBD و نتایج متغیرهای پاسخ در هر آزمایش نشان می دهد. BBD سه عاملی و سه سطحی در مجموع به 15 اجرای آزمایشی نیاز داشت.
ما مجموعه‌ای از 15 آزمایش را بر اساس آزمایش‌های اجرایی انجام دادیم که با ترکیب‌های مختلف سطوح متغیر طراحی شده بودند. هر گلخانه برای هر اجرا استفاده شد.
محدوده راندمان حذف نماتد، راندمان حذف کل باکتری ها و مصرف روغن سبک به ترتیب 82.56-97.25، 80.23-96.83 درصد و 31-191 میلی لیتر بر متر مربع بود.
با افزایش مصرف روغن در واحد سطح، راندمان حذف نماتدها و کل باکتری ها افزایش یافت.
جدول 3 نتایج ANOVA را نشان می دهد و برازش خوب مدل ها نیز ارائه شده است. در ANOVA، مقادیر p برای مدل‌های سه متغیر پاسخ به ترتیب 0.022، 0.003 و کمتر از 0.001 است و همه مدل‌ها عدم تناسب غیر معنی‌داری داشتند.
بنابراین، می توان نتیجه گرفت که تمامی متغیرهای پاسخ با مدل درجه دوم به خوبی برازش داده شده اند. ضرایب تعیین (R2) که نشان می دهد مدل چقدر می تواند متغیرها را در متغیرهای پاسخ پیش بینی کند، 0.9279 است.
به ترتیب 0.9678 و 0.9979. روابط تجربی بین سه متغیر توضیحی و پاسخ‌ها با معادلات چند جمله‌ای مرتبه دوم با شرایط تعامل بیان شد.
معادلات نهایی به دست آمده در فاکتورهای بدون کد به شرح زیر است:
که در آن RE راندمان حذف، OC مصرف روغن، x1 دمای بخار، x2 سرعت اجرا و x3 عمق پاشش است.
3.3. تجزیه و تحلیل نمودار سطحی و کانتور پاسخ
شکل‌های 2-4 نمودارهای سطح پاسخ سه‌بعدی و نمودارهای کانتور دو بعدی را نشان می‌دهند که رابطه بین متغیرهای توضیحی و پاسخ را توضیح می‌دهند.
این نمودارها می توانند اثرات متقابل بین متغیرها را تجسم کنند و اطلاعاتی را در مورد اینکه چگونه یک عامل تحت تأثیر تغییر عامل دیگر قرار می گیرد، ارائه دهند. شکل 2 اثرات دو متغیر توضیحی و آنها را نشان می دهد
برهمکنش با پاسخ کارایی حذف نماتد در سطح میانی متغیر دیگری در سطح دمای بخار بالا (160 ◦C)، راندمان حذف از 95.54 به 90.16٪ کاهش یافت.
زمانی که سرعت دویدن از 1.0 به 2.0 متر در دقیقه افزایش یافت. در سطح دمای بخار پایین (120 ◦C)، راندمان حذف از 95.63 به 84.21٪ کاهش یافت که سرعت دویدن از 1.0 به 2.0 متر در دقیقه افزایش یافت (شکل 2a).
اثر متقابل دیگر بین سرعت دویدن و عمق اسپری مشاهده شد. در سطح سرعت بالا (2 متر در دقیقه)، راندمان حذف از 84.20 به افزایش یافت
90.52% زمانی که عمق اسپری از 9 به 15 سانتی متر افزایش یافت. با این حال، در سطح سرعت پایین (1 متر در دقیقه)، تغییرات کمی در راندمان حذف مشاهده شد (شکل 2c).
شکل 2. نمودارهای سطح پاسخ که اثرات متقابل سه متغیر را بر راندمان حذف کل نماتد نشان می دهد: (الف) نمودار سطحی که تأثیر دمای بخار و سرعت اجرا را بر راندمان حذف نشان می دهد، (ب) نمودار سطحی که تأثیر نماتد را نشان می دهد. دمای بخار و عمق اسپری بر راندمان حذف، و (ج) نمودار سطحی که اثر سرعت و عمق اسپری را بر راندمان حذف نشان می‌دهد.
سایر مقالات کاربردهای بخار:
کاربرد دیگ بخار در خشکشویی و لاندری
بررسی ۱۲ کاربرد دیگ بخار در صنایع مختلف | ساخت دیگ بخار برای کاربردهای متفاوت
عمل آوری بتن با بخار – استفاده از بخار در ساخت بتن
کاربرد دیگ بخار در صنعت داروسازی
کاربرد دیگ بخار برای تهیه رب گوجه فرنگی
کاربرد دیگ بخار در بیمارستان | اهمیت بخار برای بیمارستان
کاربرد بخار در صنعت تولید کاغذ
