Authors

Abstract

This study developed an analytical procedure for estimating the mass of carrot foliage residues remaining on the crowns of carrot root crops after cleaning with flexible blades. The proposed model relates the mass removed during a single blade contact to the residence time of the root crown within the cleaning zone, the average effective number of blade contacts, and the number of plants per metre of row. The calculations were performed using representative parameters of carrot root crown geometry, residue height, residue layer density, blade width, blade radius, post-impact contact duration, and plant spacing. A response surface was generated for practical ranges of cleaner forward speed and blade rotational frequency and subsequently approximated using a second-order regression model. The results showed that the mass of remaining residues decreases nonlinearly with increasing blade rotational frequency and increases with higher forward speed because the residence time within the cleaning zone becomes shorter. The most intensive cleaning was achieved by combining lower forward speed with increased blade rotational frequency; therefore, increasing the rotational frequency is advisable only together with an appropriate limitation of forward speed. The developed model provides a practical basis for selecting the operating parameters of a flexible-blade cleaner and explains why flexible blades can compensate more effectively for reduced contact time than technologies based solely on passive or single-contact residue removal.

Abstract in Ukrainian

У роботі представлена нова аналітична процедура для оцінювання маси залишків гички моркви, що залишається на головках коренеплодів після очищення гнучкими лопатями. Модель пов’язує масу, видалену за один контакт лопаті, з часом перебування головки коренеплоду в зоні очищення, середньою ефективною кількістю контактів лопатей та кількістю рослин на одному метрі рядка посівів моркви. Розрахунок виконано для характерних параметрів геометрії головки коренеплоду моркви, висоти залишків гички, густини ущільненого шару залишків, ширини і радіуса очисної лопаті, тривалості післяударної дії та міжрослинної відстані. Для практичних діапазонів поступальної швидкості очисника і частоти обертання лопатей побудовано поверхню відгуку та апроксимовано її квадратичною регресійною моделлю. Результати показали, що маса залишків зменшується нелінійно зі зростанням частоти обертання лопатей і збільшується за підвищення поступальної швидкості, оскільки час взаємодії у зоні очищення скорочується. Найінтенсивніше очищення досягається за поєднання меншої поступальної швидкості з підвищеною частотою обертання; тому збільшення частоти доцільне лише разом з обґрунтованим обмеженням швидкості руху. Модель формує практичне правило вибору режимів роботи гнучколопатевого очисника та пояснює, чому гнучкі лопаті здатні краще компенсувати скорочення часу контакту, ніж технології, основані лише на пасивному або одноразовому видаленні залишків.