Design and Developing of Sugarcane Leaf Pruning Machine for sugarcane planting by using the hydraulic system

Authors

  • Tinnasit kaisinburasak Agricultural Engineering Research Institute, Department of Agriculture
  • Danai Saratunpithak Agricultural Engineering Research Institute, Department of Agriculture
  • Anucha Chaochot Agricultural Engineering Research Institute, Department of Agriculture
  • Mongkol Tunhaw Agricultural Engineering Research Institute, Department of Agriculture
  • Puttinun Jaruwat Agricultural Engineering Research Institute, Department of Agriculture
  • Preecha Ananratanakul Agricultural Engineering Research Institute, Department of Agriculture
  • Anuchit Chamsing Agricultural Engineering Research Institute, Department of Agriculture
  • Ratchada Pratcharoenwanich Nakhon Ratchasima Agricultural Research and Development center
  • Jiravee Kaisinburasak Seed Research and Development Division, Department of Agriculture
  • Kunthakorn Khaothong Department of Mechanical Engineering Faculty of Engineering at Kamphaeng Saen Kasetsart University

DOI:

https://doi.org/10.14456/thaidoa-agres.2020.3

Keywords:

Sugarcane Leaf Pruning Machine, Hydraulic System, Fuzzy logic controller

Abstract

The pruning of sugarcane leaves were usually done two months before harvesting in order to facilitate the human labors in harvesting and to avoid traditional burning of the sugarcane leaves. Generally, the sugarcane leaf pruning machine was used to harvest sugarcane for factory. However it couldn’t remove sugarcane leaves for planting because the seed bud was damaged about 60 – 70%. The objective of this research was the design and mechanism developing of Sugarcane Leaf Pruning for planting. So it applied the hydrostatic power transmission for the Sugarcane Leaf Pruning Roller which could to move in a vertical direction by tow the small tractor 25 hp. It could to remove the sugarcane leaves form the ground up to 3.5 m. The rotation of the Sugarcane Leaf Pruning Roller was controlled by Fuzzy - based rotation control. The operation was entered the rotation which was the Input Setpoint into the controller. The controller will open a proportional valve that the hydraulic oil moves to drive the motor hydraulic which connected the rotation system and using the rotary encoder was feedback signal. It was tested with the LK92-11, Khon Kaen 3, Uthong 84-12, K95-84 and Kamphaeng Saen 01-12 sugarcane cultivars which had 11 years old in Sikhio district, Nakhon Ratchasima province and 2.31 – 2.93 m for the height of sugarcane. The experiments were conducted at a forward speeds of 2.09 km h-1, a linear velocity of the Sugarcane Leaf Pruning Roller of 0.5 m s-1 and upward direction of the Sugarcane Leaf Pruning Roller. The experimental results showed that the average damage of seed bud was 1.28%, the average damage of stalk was 3.41%, 1.88 rai per hour for the performance, 2.36 liter per rai for the fuel consumption and the average germination percentage of sugarcane was 68.57%. The average damage of seed bud, stalk and germination percentage were not significantly different as compared to the human labors. The results of controller showed that the fuzzy based control was efficiently controlled the stable oscillatory rotation for a pruning of sugarcane leaves. Fuzzy-based controller had high speed and accuracy for a pruning of sugarcane leaves although it gave a few overshoot. The cost of the Sugarcane Leaf Pruning Machine was 134,000 baht, 300 baht per rai for the earnings of Sugarcane Leaf Pruning and 8 hours per day for working. So the Break Even point was 175.61 rais.

References

กรมวิชาการเกษตร. 2547. แนวทางการแก้ปัญหาการเผาใบอ้อย. เอกสารวิชาการการปลูกพืชไร่. สถาบันวิจัยพืชไร่, กรมวิชาการเกษตร, กระทรวงเกษตรและสหกรณ์. โรงพิมพ์ชุมนุมสหกรณ์การเกษตรแห่งประเทศไทยจำกัด. กรุงเทพฯ. 332 หน้า.

ตฤณสิษฐ์ ไกรสินบุรศักดิ์, วิชัย โอภานุกุล, อานนท์ สายคำฟู, วีระ สุขประเสริฐ, มานพ คันธามารัตน์ และมงคล ตุ่นเฮ้า. 2559. ออกแบบและพัฒนากลไกของเครื่องสางใบอ้อยสำหรับอ้อยตัดทำพันธุ์. วารสารวิชาการเกษตร 34(1): 76-94.

ตฤณสิษฐ์ ไกรสินบุรศักดิ์, ดนัย ศาลทูลพิทักษ์, อนุชา เชาว์โชติ, มงคล ตุ่นเฮ้า, พุทธธินันทร์ จารุวัฒน์, ปรีชา อานันท์รัตนกุล, พีรพงษ์ เชาวพงษ์, อนุสรณ์ เทียนศิริฤกษ์, จิระวีณ์ มหิทธิธนาศักดิ์, และกันต์ธกรณ์ เขาทอง. 2561. การควบคุมระบบ Servo Electro-hydraulic System สำหรับไถระเบิดดินดานชนิดสั่นที่ขา 2 ขาด้วยตัวควบคุมแบบฟัซซี. วารสารวิชาการเกษตร 36(1): 16-27.

วิชัย โอภานุกุล สันธาร นาควัฒนานุกูล ชัชชัย ชัยสัตตปกรณ์ คทาวุธ จงสุขไว มงคล ตุ่นเฮ้า บาลทิตย์ ทองแดง และดนัย ศารทูลพิทักษ์. 2554. ศึกษาสภาพพื้นที่เพาะปลูกและการใช้เครื่องเก็บเกี่ยวอ้อยในประเทศไทย. กลุ่มวิจัยวิศวกรรมผลิตพืช. กรุงเทพมหานคร: สถาบันวิจัยเกษตรวิศวกรรม กรมวิชาการเกษตร. 10(5): 9-14.

วุฒิชัย กปิลกาญจน์, 2533. พลศาสตร์เครื่องจักรกล. สำนักพิมพ์ ฟิสิกส์เซ็นเตอร์การพิมพ์. กรุงเทพฯ. 362 หน้า.

อรรถสิทธิ์ บุญธรรม, ชุมพล คำสิงห์, นริศร ขจรผล, สุกรี นันตะสุคนธ์ และสนิท สมเหมาะ. 2551. การแก้ปัญหาการเผาใบอ้อยก่อนการเก็บเกี่ยวโดยใช้เครื่องสางใบอ้อย. รายงานผลการวิจัยประจำปี 2551. ศูนย์วิจัยพืชไร่สุพรรณบุรี สถาบันวิจัยพืชไร่ กรมวิชาการเกษตร กระทรวงเกษตรและสหกรณ์. หน้า 145-151.

อรรถสิทธิ์ บุญธรรม, วาสนา วันดี และผุด จันทร์สุขโข. 2555. การเปรียบเทียบวิธีการเตรียมดินที่เหมาะสมในการปลูกอ้อยข้ามแล้ง. แก่นเกษตร 40 ฉบับพิเศษ : 96-102.

K. Edge. 1997. The control of fluid power systems – responding to the future. Part I. Vol. 211 Pages 91-110. In: Proc. of Instn. Mech. Engrs.

Kwanchai Sinthipsomboon, Issaree Hunsacharoonroj, Joseph Khedari, Watcharin Pongaen, and Pornjit Pratumsuwan. 2011. A Hybrid of Fuzzy and Fuzzy self-tuning PID Controller for Servo Electro-hydraulic System. Transactions of the IEEE 6, 220-225.

Published

2020-02-28

How to Cite

kaisinburasak, T., Saratunpithak, D., Chaochot, A., Tunhaw, M., Jaruwat, P., Ananratanakul, P., Chamsing, A., Pratcharoenwanich, R., Kaisinburasak, J., & Khaothong, K. (2020). Design and Developing of Sugarcane Leaf Pruning Machine for sugarcane planting by using the hydraulic system. Thai Agricultural Research Journal, 38(1), 33–49. https://doi.org/10.14456/thaidoa-agres.2020.3

Issue

Section

Technical or research paper