DOI: https://doi.org/10.32515/2414-3820.2024.54.167-174
Use of Physical and Mechanical Properties of Lavender for Medium Separation
About the Authors
Volodymyr Amosov, Associate Professor, PhD in Technics (Candidate of Technics Sciences), Central Ukrainian National Technical University, Kropyvnytskyi, Ukraine, e-mail: v_vas_a@ukr.net, ORCID ID: 0000-0002-0154-2886
Oleksii Vasylkovskyi, Professor, PhD in Technics (Candidate of Technics Sciences), Central Ukrainian National Technical University, Kropyvnytskyi, Ukraine, e-mail: olexa74@ukr.net, ORCID ID: 0000-0001-9590-742X
Andrii Bohuslavskyi, Master Sci., Central Ukrainian National Technical University, Kropyvnytskyi, Ukraine
Abstract
The development of the lavender business requires the expansion of the use of mechanization of technological processes, in particular, when sorting lavender seeds. The purpose of the research is to increase the productivity and quality of sorting lavender seeds by studying and using its physical and mechanical properties. Research methods: mathematical modeling, laboratory experiment, methods of mathematical statistics.
An analysis of existing lavender cultivation technologies and technical means for sorting seeds was carried out. The length, width and thickness of narrow-leaved lavender seeds and their frictional properties were determined. The influence of the angle of inclination of the surface on the coefficient of dynamic friction of lavender seeds was studied. The need to take into account the aerodynamic properties of seeds was identified. Based on the knowledge of these patterns, the design parameters were determined and an experimental installation for separating lavender seeds was manufactured. Its main elements are a screw seed dispenser with an electric drive, an inclined acceleration chute, an inclined friction sorting plane and a set of containers for sorted seeds. Laboratory experiments have confirmed its efficiency and high quality of sorting lavender seeds.
Lavender seeds have a length of 1.67–2.64 mm, a width of 0.93–1.32 mm and a thickness of 0.49–0.84 mm. The size distribution along the length corresponds to the normal law. The aerodynamic properties of seeds affect the patterns of their movement and require further study. It is also advisable to analyze the relationship between seed germination and their frictional properties. The developed installation for sorting lavender seeds in small private farms will allow to increase the productivity and quality of sorting lavender seeds.
Keywords
lavender seeds, physical and mechanical properties, separation, experimental setup
Full Text:
PDF
References
1. Kremenchuk, R.I. (2020) The formation of agrocenosis of narrow-leaved lavender according to different methods of reproduction and growing technology in the Forest Steppe: dys. … kand. s.-h nauk . 06.01.09 «Roslynnytstvo». Instytut sadivnytstva NAAN; NNTs «Instytut zemlerobstva NAAN». Kyiv. https://zemlerobstvo.com/wp-content/uploads/2020/11/dis-kremenchuk.pdf [in Ukrainian]
2. Cvydenko, L., & Yezhov, V. (2015) Prospects for the cultivation of some essential oil crops in the Southern Steppe. Bulletin of Agricultural Science. 93, 6, 20–24. DOI: https://doi.org/10.31073/agrovisnyk201506-04 [in Ukrainian]
3. Bedzir, Vasyl (2021, 24 lypnia). In the fragrant embrace of lavender. Uriadovyi kurier. https://ukurier.gov.ua/uk/articles/v-aromatnih-obijmah-lavandi/ [in Ukrainian]
4. Yermolenko, O. (2020) Lavender business - profit on beauty and aroma. Propozytsiia. №5 https://propozitsiya.com/ua/lavandovyy-biznes-pribyl-na-krasote-i-aromate [in Ukrainian]
5. A family from Rivne grows a hectare of lavender. Volyn. 26.07.2021r. https://www.volyn.com.ua/news/188705-z-odnoho-hektara-lavandy-mozhna-otrymaty-1-mln-hrn-za-rik [in Ukrainian]
6. Flower harvesters. Ahrobiznes Sohodni. (28 veresnia 2020 r.). http://agro-business.com.ua/ahrotekhnolohiyi/ item/18952-kvitkozbyralni-kombainy.html [in Ukrainian]
7. Bonino Super Custom Machines. BONINO s.r.l. https://www.boninoitaly.com/en/aromatic-herbs-harvester-machines/
8. LAVENDER HARVESTER "LAVENDER". Series KL. MADARA AGRO. https://www.madaraagro.com/en/product/270/lavender-harvester-lavender/
9. Lavender Harvester. BIZON-INS. https://www.bizon-ins.com/en/
10. Physical and Aerodynamic Properties of Lavender in relation to Harvest Mechanisation / C. I. Dimitriadis, J. L. Brighton, M. J. O’Dogherty, M. I. Kokkora, and A. I. Darras. International Journal of Agronomy. Volume 2014. P.1–8. https://doi.org/10.1155/2014/276926
11. Dried lavender flower separator system and method : pat. US7028844B2 United States. № 10/892,753; zaiavl. 16.07.04; opubl. 18.04.06. https://patents.google.com/patent/US7028844B2/en
12. Lavender seed screening device : pat. CN104226602A China. № 201410465856.6; zaiavl. 12.09.14; opubl. 24.12.14. https://patents.google.com/patent/CN104226602A/en?q=(lavender+seed)&oq=lavender+seed
13. A kind of lavender seed screening plant : pat. CN206997089U China. № 201720291594.5; zaiavl. 23.03.17; opubl. 13.02.18. https://patents.google.com/patent/CN206997089U/ en?q=(lavender+seed)&oq=lavender+seed
14. Jahnke, S., Roussel, J., Hombach, T., Kochs, J., Fischbach, A., Huber, G., Scharr, H. (2016). phenoSeeder – A robot system for automated handling and phenotyping of individual seeds. Plant Physiology. November, 172, 1358-1370. https://academic.oup.com/plphys/article/172/3/1358/6115817
15. Amosov V., Vasylkovskyi O., Bohuslavskyi A., Vetokhin V. (2024) Determination of the coefficient of dynamic friction of lavender seeds. Naukovi dopovidi XXIV Mizhnarodnoi naukovoi konferentsii «Naukovo-tekhnichni zasady rozroblennia, vyprobuvannia ta prohnozuvannia silskohospodarskoi tekhniky i tekhnolohii», prysviachenoi 90-richchiu vid dnia narodzhennia Leonida Pohoriloho, 13 veresnia 2024 roku, UkrNDIPVT im. L. Pohoriloho; Ukraina, Doslidnytske, S. 167–171. https://www.ndipvt.com.ua/uploads/ЗБІРНИК_ТЕЗ_2024.pdf [in Ukrainian]
16. Amosov V., Vasylkovskyi O., Bohuslavskyi A. (2023) Modeling the movement of lavender seeds on an inclined plane. Mat. XIV Mizhnar. nauk.-prakt. konf. «Problemy konstruiuvannia, vyrobnytstva ta ekspluatatsii silskohospodarskoi tekhniky». Kropyvnytskyi, 8–10 lystopada 2023 r. Kropyvnytskyi : TsNTU. S.248–250. http://www.kntu.kr.ua/doc/science/zahody/vikl/2023/8-tez.pdf [in Ukrainian]
Citations
1. Кременчук Р.І. Формування агроценозу лаванди вузьколистої за різних способів розмноження та технології вирощування в Лісостепу: дис. … канд. с.-г наук . 06.01.09 «Рослинництво». Інститут садівництва НААН; ННЦ «Інститут землеробства НААН». Київ, 2020. 237 с. URL: https://zemlerobstvo.com/wp-content/uploads/2020/11/dis-kremenchuk.pdf
2. Cвиденко Л., Єжов В. Перспективи вирощування деяких ефіроолійних культур у Степу Південному. Bulletin of Agricultural Science. 2015. Т. 93. № 6. С. 20–24. DOI: https://doi.org/10.31073/agrovisnyk201506-04
3. Бедзір Василь. В ароматних обіймах лаванди. Урядовий кур’єр. 24 липня 2021р. URL: https://ukurier.gov.ua/uk/articles/v-aromatnih-obijmah-lavandi/
4. Єрмоленко О. Лавандовий бізнес – прибуток на красі та ароматі. Пропозиція. 2020. №5 URL: https://propozitsiya.com/ua/lavandovyy-biznes-pribyl-na-krasote-i-aromate
5. Рівненська сім’я вирощує гектар лаванди. Волинь. 26.07.2021р. URL: https://www.volyn.com.ua/news/188705-z-odnoho-hektara-lavandy-mozhna-otrymaty-1-mln-hrn-za-rik
6. Квіткозбиральні комбайни. Агробізнес Сьогодні. 28 вересня 2020 р. URL: http://agro-business.com.ua/ahrotekhnolohiyi/item/18952-kvitkozbyralni-kombainy.html
7. Bonino Super Custom Machines. BONINO s.r.l. https://www.boninoitaly.com/en/aromatic-herbs-harvester-machines/
8. LAVENDER HARVESTER "LAVENDER". Series KL. MADARA AGRO. URL: https://www.madaraagro.com/en/product/270/lavender-harvester-lavender/
9. Lavender Harvester. BIZON-INS. https://www.bizon-ins.com/en/
10. Physical and Aerodynamic Properties of Lavender in relation to Harvest Mechanisation / C. I. Dimitriadis, J. L. Brighton, M. J. O’Dogherty, M. I. Kokkora, and A. I. Darras. International Journal of Agronomy. Volume 2014. P.1–8. URL: https://doi.org/10.1155/2014/276926
11. Dried lavender flower separator system and method : пат. US7028844B2 United States. № 10/892,753; заявл. 16.07.04; опубл. 18.04.06. URL: https://patents.google.com/patent/US7028844B2/en
12. Lavender seed screening device : пат. CN104226602A China. № 201410465856.6; заявл. 12.09.14; опубл. 24.12.14. URL: https://patents.google.com/patent/CN104226602A/ en?q=(lavender+seed)&oq=lavender+seed
13. A kind of lavender seed screening plant : пат. CN206997089U China. № 201720291594.5; заявл. 23.03.17; опубл. 13.02.18. URL: https://patents.google.com/patent/CN206997089U/ en?q=(lavender+seed)&oq=lavender+seed
14. phenoSeeder – A robot system for automated handling and phenotyping of individual seeds. Jahnke, S., Roussel, J., Hombach, T., Kochs, J., Fischbach, A., Huber, G., Scharr, H. Plant Physiology. November 2016. Vol.172. P. 1358-1370. URL: https://academic.oup.com/plphys/article/172/3/1358/6115817
15. Амосов В., Васильковський О., Богуславський А., Ветохін В. Визначення коефіцієнта динамічного тертя насіння лаванди. Наукові доповіді ХХІV Міжнародної наукової конференції «Науково-технічні засади розроблення, випробування та прогнозування сільськогосподарської техніки і технологій», присвяченої 90-річчю від дня народження Леоніда Погорілого, 13 вересня 2024 року, УкрНДІПВТ ім. Л. Погорілого; Україна, Дослідницьке, 2024. С. 167–171. URL: https://www.ndipvt.com.ua/uploads/ЗБІРНИК_ТЕЗ_2024.pdf
16. Моделювання руху насіння лаванди по похилій площині / В. Амосов, О. Васильковський, А. Богуславський. Мат. XІV Міжнар. наук.-практ. конф. «Проблеми конструювання, виробництва та експлуатації сільськогосподарської техніки». Кропивницький, 8–10 листопада 2023 р. Кропивницький : ЦНТУ, 2023. С.248–250. URL: http://www.kntu.kr.ua/doc/science/zahody/ vikl/2023/8-tez.pdf
Copyright (c) 2024 Volodymyr Amosov, Oleksii Vasylkovskyi, Andrii Bohuslavskyi
Use of Physical and Mechanical Properties of Lavender for Medium Separation
About the Authors
Volodymyr Amosov, Associate Professor, PhD in Technics (Candidate of Technics Sciences), Central Ukrainian National Technical University, Kropyvnytskyi, Ukraine, e-mail: v_vas_a@ukr.net, ORCID ID: 0000-0002-0154-2886
Oleksii Vasylkovskyi, Professor, PhD in Technics (Candidate of Technics Sciences), Central Ukrainian National Technical University, Kropyvnytskyi, Ukraine, e-mail: olexa74@ukr.net, ORCID ID: 0000-0001-9590-742X
Andrii Bohuslavskyi, Master Sci., Central Ukrainian National Technical University, Kropyvnytskyi, Ukraine
Abstract
The development of the lavender business requires the expansion of the use of mechanization of technological processes, in particular, when sorting lavender seeds. The purpose of the research is to increase the productivity and quality of sorting lavender seeds by studying and using its physical and mechanical properties. Research methods: mathematical modeling, laboratory experiment, methods of mathematical statistics. An analysis of existing lavender cultivation technologies and technical means for sorting seeds was carried out. The length, width and thickness of narrow-leaved lavender seeds and their frictional properties were determined. The influence of the angle of inclination of the surface on the coefficient of dynamic friction of lavender seeds was studied. The need to take into account the aerodynamic properties of seeds was identified. Based on the knowledge of these patterns, the design parameters were determined and an experimental installation for separating lavender seeds was manufactured. Its main elements are a screw seed dispenser with an electric drive, an inclined acceleration chute, an inclined friction sorting plane and a set of containers for sorted seeds. Laboratory experiments have confirmed its efficiency and high quality of sorting lavender seeds. Lavender seeds have a length of 1.67–2.64 mm, a width of 0.93–1.32 mm and a thickness of 0.49–0.84 mm. The size distribution along the length corresponds to the normal law. The aerodynamic properties of seeds affect the patterns of their movement and require further study. It is also advisable to analyze the relationship between seed germination and their frictional properties. The developed installation for sorting lavender seeds in small private farms will allow to increase the productivity and quality of sorting lavender seeds.Keywords
Full Text:
PDFReferences
1. Kremenchuk, R.I. (2020) The formation of agrocenosis of narrow-leaved lavender according to different methods of reproduction and growing technology in the Forest Steppe: dys. … kand. s.-h nauk . 06.01.09 «Roslynnytstvo». Instytut sadivnytstva NAAN; NNTs «Instytut zemlerobstva NAAN». Kyiv. https://zemlerobstvo.com/wp-content/uploads/2020/11/dis-kremenchuk.pdf [in Ukrainian]
2. Cvydenko, L., & Yezhov, V. (2015) Prospects for the cultivation of some essential oil crops in the Southern Steppe. Bulletin of Agricultural Science. 93, 6, 20–24. DOI: https://doi.org/10.31073/agrovisnyk201506-04 [in Ukrainian]
3. Bedzir, Vasyl (2021, 24 lypnia). In the fragrant embrace of lavender. Uriadovyi kurier. https://ukurier.gov.ua/uk/articles/v-aromatnih-obijmah-lavandi/ [in Ukrainian]
4. Yermolenko, O. (2020) Lavender business - profit on beauty and aroma. Propozytsiia. №5 https://propozitsiya.com/ua/lavandovyy-biznes-pribyl-na-krasote-i-aromate [in Ukrainian]
5. A family from Rivne grows a hectare of lavender. Volyn. 26.07.2021r. https://www.volyn.com.ua/news/188705-z-odnoho-hektara-lavandy-mozhna-otrymaty-1-mln-hrn-za-rik [in Ukrainian]
6. Flower harvesters. Ahrobiznes Sohodni. (28 veresnia 2020 r.). http://agro-business.com.ua/ahrotekhnolohiyi/ item/18952-kvitkozbyralni-kombainy.html [in Ukrainian]
7. Bonino Super Custom Machines. BONINO s.r.l. https://www.boninoitaly.com/en/aromatic-herbs-harvester-machines/
8. LAVENDER HARVESTER "LAVENDER". Series KL. MADARA AGRO. https://www.madaraagro.com/en/product/270/lavender-harvester-lavender/
9. Lavender Harvester. BIZON-INS. https://www.bizon-ins.com/en/
10. Physical and Aerodynamic Properties of Lavender in relation to Harvest Mechanisation / C. I. Dimitriadis, J. L. Brighton, M. J. O’Dogherty, M. I. Kokkora, and A. I. Darras. International Journal of Agronomy. Volume 2014. P.1–8. https://doi.org/10.1155/2014/276926
11. Dried lavender flower separator system and method : pat. US7028844B2 United States. № 10/892,753; zaiavl. 16.07.04; opubl. 18.04.06. https://patents.google.com/patent/US7028844B2/en
12. Lavender seed screening device : pat. CN104226602A China. № 201410465856.6; zaiavl. 12.09.14; opubl. 24.12.14. https://patents.google.com/patent/CN104226602A/en?q=(lavender+seed)&oq=lavender+seed
13. A kind of lavender seed screening plant : pat. CN206997089U China. № 201720291594.5; zaiavl. 23.03.17; opubl. 13.02.18. https://patents.google.com/patent/CN206997089U/ en?q=(lavender+seed)&oq=lavender+seed
14. Jahnke, S., Roussel, J., Hombach, T., Kochs, J., Fischbach, A., Huber, G., Scharr, H. (2016). phenoSeeder – A robot system for automated handling and phenotyping of individual seeds. Plant Physiology. November, 172, 1358-1370. https://academic.oup.com/plphys/article/172/3/1358/6115817
15. Amosov V., Vasylkovskyi O., Bohuslavskyi A., Vetokhin V. (2024) Determination of the coefficient of dynamic friction of lavender seeds. Naukovi dopovidi XXIV Mizhnarodnoi naukovoi konferentsii «Naukovo-tekhnichni zasady rozroblennia, vyprobuvannia ta prohnozuvannia silskohospodarskoi tekhniky i tekhnolohii», prysviachenoi 90-richchiu vid dnia narodzhennia Leonida Pohoriloho, 13 veresnia 2024 roku, UkrNDIPVT im. L. Pohoriloho; Ukraina, Doslidnytske, S. 167–171. https://www.ndipvt.com.ua/uploads/ЗБІРНИК_ТЕЗ_2024.pdf [in Ukrainian]
16. Amosov V., Vasylkovskyi O., Bohuslavskyi A. (2023) Modeling the movement of lavender seeds on an inclined plane. Mat. XIV Mizhnar. nauk.-prakt. konf. «Problemy konstruiuvannia, vyrobnytstva ta ekspluatatsii silskohospodarskoi tekhniky». Kropyvnytskyi, 8–10 lystopada 2023 r. Kropyvnytskyi : TsNTU. S.248–250. http://www.kntu.kr.ua/doc/science/zahody/vikl/2023/8-tez.pdf [in Ukrainian]
Citations
1. Кременчук Р.І. Формування агроценозу лаванди вузьколистої за різних способів розмноження та технології вирощування в Лісостепу: дис. … канд. с.-г наук . 06.01.09 «Рослинництво». Інститут садівництва НААН; ННЦ «Інститут землеробства НААН». Київ, 2020. 237 с. URL: https://zemlerobstvo.com/wp-content/uploads/2020/11/dis-kremenchuk.pdf
2. Cвиденко Л., Єжов В. Перспективи вирощування деяких ефіроолійних культур у Степу Південному. Bulletin of Agricultural Science. 2015. Т. 93. № 6. С. 20–24. DOI: https://doi.org/10.31073/agrovisnyk201506-04
3. Бедзір Василь. В ароматних обіймах лаванди. Урядовий кур’єр. 24 липня 2021р. URL: https://ukurier.gov.ua/uk/articles/v-aromatnih-obijmah-lavandi/
4. Єрмоленко О. Лавандовий бізнес – прибуток на красі та ароматі. Пропозиція. 2020. №5 URL: https://propozitsiya.com/ua/lavandovyy-biznes-pribyl-na-krasote-i-aromate
5. Рівненська сім’я вирощує гектар лаванди. Волинь. 26.07.2021р. URL: https://www.volyn.com.ua/news/188705-z-odnoho-hektara-lavandy-mozhna-otrymaty-1-mln-hrn-za-rik
6. Квіткозбиральні комбайни. Агробізнес Сьогодні. 28 вересня 2020 р. URL: http://agro-business.com.ua/ahrotekhnolohiyi/item/18952-kvitkozbyralni-kombainy.html
7. Bonino Super Custom Machines. BONINO s.r.l. https://www.boninoitaly.com/en/aromatic-herbs-harvester-machines/
8. LAVENDER HARVESTER "LAVENDER". Series KL. MADARA AGRO. URL: https://www.madaraagro.com/en/product/270/lavender-harvester-lavender/
9. Lavender Harvester. BIZON-INS. https://www.bizon-ins.com/en/
10. Physical and Aerodynamic Properties of Lavender in relation to Harvest Mechanisation / C. I. Dimitriadis, J. L. Brighton, M. J. O’Dogherty, M. I. Kokkora, and A. I. Darras. International Journal of Agronomy. Volume 2014. P.1–8. URL: https://doi.org/10.1155/2014/276926
11. Dried lavender flower separator system and method : пат. US7028844B2 United States. № 10/892,753; заявл. 16.07.04; опубл. 18.04.06. URL: https://patents.google.com/patent/US7028844B2/en
12. Lavender seed screening device : пат. CN104226602A China. № 201410465856.6; заявл. 12.09.14; опубл. 24.12.14. URL: https://patents.google.com/patent/CN104226602A/ en?q=(lavender+seed)&oq=lavender+seed
13. A kind of lavender seed screening plant : пат. CN206997089U China. № 201720291594.5; заявл. 23.03.17; опубл. 13.02.18. URL: https://patents.google.com/patent/CN206997089U/ en?q=(lavender+seed)&oq=lavender+seed
14. phenoSeeder – A robot system for automated handling and phenotyping of individual seeds. Jahnke, S., Roussel, J., Hombach, T., Kochs, J., Fischbach, A., Huber, G., Scharr, H. Plant Physiology. November 2016. Vol.172. P. 1358-1370. URL: https://academic.oup.com/plphys/article/172/3/1358/6115817
15. Амосов В., Васильковський О., Богуславський А., Ветохін В. Визначення коефіцієнта динамічного тертя насіння лаванди. Наукові доповіді ХХІV Міжнародної наукової конференції «Науково-технічні засади розроблення, випробування та прогнозування сільськогосподарської техніки і технологій», присвяченої 90-річчю від дня народження Леоніда Погорілого, 13 вересня 2024 року, УкрНДІПВТ ім. Л. Погорілого; Україна, Дослідницьке, 2024. С. 167–171. URL: https://www.ndipvt.com.ua/uploads/ЗБІРНИК_ТЕЗ_2024.pdf
16. Моделювання руху насіння лаванди по похилій площині / В. Амосов, О. Васильковський, А. Богуславський. Мат. XІV Міжнар. наук.-практ. конф. «Проблеми конструювання, виробництва та експлуатації сільськогосподарської техніки». Кропивницький, 8–10 листопада 2023 р. Кропивницький : ЦНТУ, 2023. С.248–250. URL: http://www.kntu.kr.ua/doc/science/zahody/ vikl/2023/8-tez.pdf