CSBE-SCGAB

Application of stochastic modelling for simulating hemp fibre peeling behaviour.

Authors: Guzman, L., Y. Chen, S. Potter, W. Zhong and M. Rahman.
Description: The separation of fibre and core components of hemp stem is a fundamental step in hemp decortication, mechanical separation of fibre and core. This research aimed to enhance the understanding of fibre-peeling behaviour of hemp to improve the current decortication technologies. Peel tests were performed on retted and unretted hemp samples for each of two hemp varieties, USO 14 and Alyssa. Results showed that force and work required to peel did not vary with the retting condition, but with the hemp variety. The average peeling force for the Alyssa variety was 0.39 N and that for the USO 14 variety was 0.87 N. Within the Alyssa variety, the work required to peel the fibre from the core was 193 J m-2, and the work required to peel the fibres of the USO 14 variety was 431 J m-2. The Ising model was implemented to produce a stochastic model which simulated the peeling force obtained from the peel tests. The behaviour of the simulated peel test was similar to that observed during the peel test and the process of fibre peeling was successfully simulated through the use of a stochastic algorithm. The stochastic model simulated the average peel force to be 0.86 N for the USO 14 variety and 0.39 N for the Alyssa variety.
Keywords: stochastic model, hemp, peel, debonding, fibre, core, force, work
Résumé: La séparation des composantes fibreuses et du cœur de la tige de chanvre est une étape fondamentale dans la décortication du chanvre par la séparation mécanique de la fibre et du cœur. Ce projet de recherche avait pour objectif d'améliorer les connaissances en ce qui à trait au comportement de séparation des fibres de chanvre pour améliorer les technologies actuelles de décortication. Des tests de séparation étaient faits sur des échantillons de chanvre roui et non roui pour chacune des deux variétés, USO 14 et Alyssa. Les résultats ont montré que la force et le travail requis pour la séparation ne variaient pas avec les conditions de rouissage mais avec la variété de chanvre. La force moyenne de séparation pour la variété Alyssa était de 0,39N et de 0,87N pour la variété USO 14. Pour la variété Alyssa, le travail requis pour séparer les fibres du cœur était de 193 J m-2 et le travail requis pour les fibres de la variété USO 14 était 431 J m-2. Le modèle Ising était utilisé pour produire un modèle stochastique qui simulait les forces de séparation obtenues par les essais de séparation. Le comportement des tests de simulation de séparation était similaire à celui observé durant le test de séparation et le processus de séparation de la fibre était représenté efficacement avec l'utilisation de l'algorithme stochastique. Le modèle stochastique représentait la force moyenne de séparation à 0,86 N pour la variété USO 14 et à 0,39 N pour la variété Alyssa.
Mots-clés: modèle stochastique, chanvre, séparation, décollement, fibre, coeur, force, travail.
Technical field: Machinery Systems Engineering
Citation: Guzman, L., Y. Chen, S. Potter, W. Zhong and M. Rahman. 2013. Application of stochastic modelling for simulating hemp fibre peeling behaviour. Canadian Biosystems Engineering 55: 2.1-2.8.
Volume: 55
Issue: 1
Start page number: 2.1
End page number: 2.8
Publisher: Canadian Society for Bioengineering / Société Canadienne de Génie Agroalimentaire et de Bioingénierie
Date: December 12, 2013
Publication type:
  • Journal
Type: Text.Article
Format: PDF
Identifier: C13133.pdf
Language 1: en
Language 2: fr
Rights: Canadian Biosystems Engineering/Le génie des biosystèmes au Canada
Located in: Volume 55 (2013)