بخشی از مقاله
طراحی ﳐازن و ماشینهای ﳐتلف و ﲠبود خطوط فرآوری در راستای کاهش ضایعات و افزایش کیفیت مستلزم تعیین خواص مکانیکی ﳏصولات کشاورزی می باشد. در این ﲢقیق سه اندازه پرتقال والنسیا تولید منطقه ﴰال کشور پس از برداشت در دمای پنج تا شش درجه سانتی گراد در یخچال نگهداری شده و برای تعیین خواص مکانیکی آﳖا طرح آزمایشی فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی در هشت تکرار با پارامﱰ مستقل شامل سه اندازه پرتقال و متغیرهای وابسته شامل نیروی شکست، تغییرشکل شکست و انرژی شکست اﳒام گردید. میانگین خواص مکانیکی پرتقاﳍای کوچک، متوس و بزرگ در بارگذاری شبه استاتیکی در جهت عرضی به ترتیب برابر بودند با نیروی شکست، 172/6 ، 210/76 و 245/39 نیوتن، تغییرشکل شکست، 21/89 ، 27/10 و 29/50 میلیمﱰ و انرژی شکست، 1/71 ، 2/74 و 3/39 نیوتن مﱰ. تاثیر فاکتور اندازه بر ﲤامی خواص مکانیکی مذکور در سطح 1 معنی دار بود. اندازه کوچک و بزرگ در نیروی شکست اختلاف معنی داری داشتند در صورتیکه اندازه متوس در این خصوص با دو اندازه دیگر اختلاف معنی داری در سطح 0/1 نداشت.
کلمات کلیدی: انرژی شکست، تغییرشکل شکست، پرتقال، خواص مکانیکی، نیروی شکست.
مقدمه
مرکبات امروزه از اﳘیت بالایی در کشاورزی برخوردار بوده و منبع مهم درآمد برای کشورهای تولید کننده آﳖا میباشد. از میان مرکبات پرتقال از اﳘیت ویژهای به ﳊاظ اقتصادی و صنعتی برخوردار است و به طرق ﳐتلف از ﲨله تازه خوری و آب میوه مصرف میشود. اسانس آن با کاربردهای دارویی از پوسته و دانه آن قابل استخراج است.
پرتقال حدود 600 سال پیش به ایران وارد شده و ابتدا در سواحل جنوبی و سپس در دیگر نقاط کشور کشت شده است. ایران هم اکنون رتبه هفتم در میان کشورهای تولید کننده پرتقال در جهان را دارا میباشد . - ASB, 2005 - صادرات پرتقال ایران در سال 2004 بالغ بر 31710 تن بوده است. بیشﱰین صادرات ایران اغلب به کشورهای ﴰالی دریای خزر، ترکیه و امارات متحده عربی بوده است . - FTSY, 2003 - علی رغم اینکه ایران در میان قدیمی ترین تولیدکنندگان مرکبات در جهان است اما متاسفانه در کیفیت صادرات و فرآوری صنعتی آن پیشرفت چندانی صورت نگرفته است و به ﳘین دلیل در بازار جهانی جایگاه قابل توجهی ندارد.
صنایع بسته بندی میوه در پنج شهر ﴰالی رامسر، شهسوار، نوشهر، چالوس و آمل برای بسته بندی میوه به روش پیشرفته موجود است، اما بسته بندی به روش مناسب هنوز بدست نیامده است. پرتقال اغلب در ﳐازن تودهای جاﲜا و نگهداری میشود. ارتفاع ﳐزن میوه بر فشار وارد به لایههای پایینی موثر است که باید در ﳏاسبات طراحی اینگونه ﳐازن ﳊاظ گردد . با تعیین و بررسی رواب بین نیرو و تغییرشکل میوه تا نقطه تسلیم و شکست میتوان عمق مناسب ﳐزن را به گونهای تعیین ﳕود که به میوههای لایه پایین آسیب کمﱰی وارد شود.
ویتز - Witz,1954 - مقاومت به ضربه سیب زمینی بوسیله پلاﳒر را گزارش ﳕود. کافمن - - Kaufmann,1970 تاثیر آب و دما بر روی تورم پوسته مرکبات را اندازهگیری ﳕوده است. غیاثی و ﳘکاران - Gyasi etal ,1981 - نسبت پوآسون پوسته و مغز میوه مرکبات را تعیین ﳕودند. فیدلباس و ﳘکاران - Fidelibus, etal ,2002 - تاثیر تیمار اسید جﱪلیک را بر روی خواص مکانیکی پوسته و مغز میوه پرتقال تعیین ﳕودند. ساریج و ناهیر و - Sarig and Nahir ,1973 - تغییر شکل ابتدایی و دائمی آزمون خزش میوه مرکبات برای نشان دادن مقدار سفتی آن را گزارش ﳕودند. سینق و ﳘکاران - Singh etal ,2006 - خواص فیزیکی و مکانیکی پرتقال را در دو حالت قرارگیری میوه در یخچال و انبار را تعیین و گزارش ﳕودند.
با توجه به کمبود اطلاعات در خصوص خواص فیزیکی و مکانیکی پرتقاﳍای تولید داخل هدف از ﲢقیق حاضر بررسی و مقایسه برخی خواص مکانیکی میوه پرتقال در بارگذاری شبه استاتیکی بود.
مواد و روشها
در این ﲢقیق رقم والنسیا که از ارقام دیررس پرتقاﳍای تولیدی در کشور میباشد در خردادماه سال 1388 از مزرعه ای در شهرستان تنکابن واقع در ﴰال کشور ایران ﳕونه گیری شده و پس از انتقال به گروه ماشینهای کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد در یخچال در دمای 6-5 درجه سانتی گراد به مدت سه روز نگهداری شدند. پس از طی این دوره پرتقاﳍا از یخچال خارج و به آزمایشگاه منتقل شدند و در دمای ﳏی آزمایشگاه 20 - درجه سانتی گراد - یک سری آزمایش برای تعیین خواص مکانیکی آﳖا اﳒام شد.
برای تعیین خواص مکانیکی پرتقال آزمون فشاری با دستگاه کشش فشار بر روی سه اندازه پرتقال رقم والنسیا بوسیله دو فک ﲣت و در دو جهت بارگذاری بر روی میوه کامل پرتقال با سرعت شبه استاتیک 10 میلیمﱰ بر دقیقه مطابق استاندارد اﳒمن مهندسی کشاورزی آمریکا - ASAE , 2006 - با 8 تکرار اﳒام گرفت. منظور از بارگذاری در جهت طولی هم راستا بودن بردار نیروی اعمالی با امتداد خطی است که طوقه - سر - میوه را به دم میوه متصل میکند و منظور از بارگذاری در جهت عرضی بارگذاری در جهت عمود بر جهت طولی می باشد.
ﳕودار نیرو- تغییر مکان در طی فشردگی پرتقال مانند شکل - 1 - رسم و اطلاعات مربوط به استحکام آن استخراج گردید. برای ﳏاسبه انرژی از سطح زیر ﳕودار تا نقطه شکست بافت استفاده شد. لازم به ذکر است که دستگاه کشش فشار مقادیر نیروی شکست - Fu - ، تغییر شکل شکست - Du - و انرژی شکست - Wu - پرتقال را بطور جداگانه در فایلی در نرم افزار ماکروسافت اکسل در اختیار قرار میدهد.
شکل . - 1 - ﳕودار نیرو تغییرشکل برای میوه کامل پرتقال در بارگذاری شبه استاتیکی
با توجه به اینکه عوامل متعددی از قبیل رطوبت، رسیدگی و انبارمانی بر خواص مکانیکی ﳏصولات کشاورزی تاثیر میگذارند لذا باید در طی مراحل آزمایش جهت بررسی فاکتورهای مورد نظر سایر عوامل را ثابت نگه داشت.
نتایج و ﲝث
جدول ﴰاره - 1 - مقادیر خواص مکانیکی سه اندازه پرتقال شامل نیروی شکست، تغییرشکل شکست و انرژی شکست را نشان میدهد. ﳘانطور که مشاهده می شود کمﱰین مقدار نیروی شکست برای اندازه کوچک و در بارگذاری در جهت عرضی با میانگین 172/59 نیوتن و بیشﱰین مقدار آن برای اندازه بزرگ و در بارگذاری در جهت عرضی با میانگین 245/39 نیوتن می باشد. کمﱰین مقدار تغییرشکل شکست برای اندازه کوچک و در بارگذاری در جهت عرضی با میانگین 21/89 میلیمﱰ و بیشﱰین مقدار تغییرشکل شکست برای اندازه بزرگ و در بارگذاری در جهت عرضی با میانگین 29/50 میلیمﱰ می باشد. کمﱰین مقدار انرژی شکست برای اندازه کوچک و در بارگذاری در جهت عرضی با میانگین 1/71 نیوتن مﱰ و بیشﱰین مقدار انرژی شکست برای اندازه بزرگ و در بارگذاری در جهت عرضی با میانگین 4/43 نیوتن مﱰ میباشد.
جدول ﴰاره - 2 - نتایج ﲡزیه واریانس خواص مکانیکی مذکور را برای هرسه اندازه پرتقال نشان میدهد. ﳘانطور که دیده میشود تاثیر اندازه بر میانگین ﲤام خواص مکانیکی اندازه گیری شده در سطح 1 معنی دار است. یعنی مقادیر خواص مکانیکی مورد
