بخشی از مقاله
چکیده
مشخصههای فیزیکی محصولات کشاورزی از مهمترین پارامترها در طراحی سیستمهای درجهبندی، انتقال، فرآوری و بستهبندی میباشند. استفاده از دوربینهای حرارتی جهت اندازهگیری و ثبت دمای سطحی اجسام که در نتیجه انتقال گرما از محیط به جسم یا برعکس صورت میگیرد، میتواند در ارزیابی کیفیت محصولات کشاورزی مفید و کاربردی باشد. در این تحقیق از این تکنیک جهت تشخیص لهیدگی سیب رقم رددلیشز استفاده شد. بدین منظور تعداد 120 سیب، با استفاده از یک ضربهزن پاندولی لهیدگی در سه سطح ایجاد شد، سپس به منظور تهیه تصاویر حرارتی فعال، نمونهها درون آون با دمای 60 و 90 درجه سانتیگراد به مدت 100 ثانیه قرار گرفتند.
تصاویر حرارتی بعد از خروج نمونه از آون تهیه شد. تصاویر بدست آمده پردازش شد و نتایج مربوط به تشخیص لهیدگی استخراج گردید. نتایج نشان داد که اختلاف دمای بافت لهیده و سالم برای تیمار گرمایش با دمای 60 °C در لهیدگی سطح اول 0/9، در لهیدگی سطح دوم 1/3 و لهیدگی سطح سوم 1/3 درجه سانتیگراد و برای تیمار گرمایشی با دمای 90 °C در لهیدگی سطح اول، دوم و سوم به ترتیب اختلاف1/63، 1/74 و 1/65 درجه سانتیگراد را نشان داد. مشاهده شد که اختلاف دمایی بین بافت لهیده و سالم در تیمار گرمایشی 90°C بیشتر می-باشد.
.1 مقدمه
برای اغلب میوهها از جمله سیب، کوفتگی متداولترین نوع صدمه مکانیکی در فرآیندهای پس از برداشت میباشد. این نوع صدمه نه تنها در ظاهر محصول از نظر مشتری پسندی یک عامل منفی محسوب میشود بلکه مکان مناسبی برای رشد و نمو عوامل فسادزا نیز میباشد. در حال حاضر کیفیت یکی از عوامل مهم در بازاریابی محصولات کشاورزی است و در این میان دستگاههای جداساز که بتوانند این نقش را ایفا کنند از اهمیت خاصی برخوردار هستند. درجهبندی بیشتر در مفهوم جداسازی یک محصول به گروههای مختلف مورد استفاده قرار میگیرد به طوری که تمام اعضای هر گروه دارای خاصیت مشابه باشند
امروزه برای درجهبندی محصولات کشاورزی از خواص ذاتی آنها از قبیل خواص فیزیکی، مکانیکی، نوری، مغناطیسی، شیمیایی و دیگر خواص محصولات استفاده میشود که در این میان روشهای غیرمخرب و غیرتماسی از اهمیت بسزایی برخوردارند. تکنیک دمانگاری نیز به عنوان یک ابزار غیرتماسی و غیرمخرب شناخته میشود که بدون آسیب مکانیکی یا ایجاد آلودگی تماسی در حین مطالعه اجسام استفاده میشود. بنابراین این تکنیک دارای کاربردهای زیادی به عنوان یک ابزار تشخیصی نظارتی در صنعت و زمینههای پزشکی است
گرمانگاری فروسرخ بر پایه اندازهگیری توزیع تشعشعات انرژی گرمایی ساطع شده از سطح جسم مورد نظر و تبدیل آن به یک نقشه که در واقع اختلاف شدت تشعشعات در نقاط مختلف سطح جسم را نشان میدهد، میباشد. از مزیتهای این فرآیند نیاز به تنظیمات کم، ارائه نتایج در یک دوره زمانی خیلی کوتاه، سرعت بالای پاسخ در حد یک میلیثانیه یا حتی چند میکروثانیه به علت اندازهگیری انرژی که با سرعت نور از سطح جسم موردنظر به سمت حسگر حرکت میکند. مزیت دیگر حساسیت بالا که میتواند تصویر گرمایی با اختلاف دمایی خیلی کم را تشخیص و نمایش دهد . علاوه بر کابردهای پزشکی و صنعتی دمانگاری دارای کاربردهای متنوعی در زمینه کشاورزی و اکولوژی نیز میباشد .
استاجنکو و همکاران - 2004 - از تکنیک دمانگاری برای پیشبینی تعداد و قطر میوههای سیب درون یک باغ در حین فصل رشد استفاده کردند که در طی آزمایشهای آنها ضریب همبستگی از 0/83 تا 0/88 اندازهگیریهای دستی تعداد میوه-ها و تعداد پیشبینی شده بر اساس الگوریتم تعیین تعداد میوهها ثبت شد
تکنیک دمانگاری علاوه بر بکارگیری در اندازهگیری تغییرات دما بر روی سطح جسم، برای تعیین نفوذ حرارت داخلی و ناهمگونی خواص حرارتی در درون اجسام نیز استفاده شده است .برای مثال بارانوسکی و همکاران - 2008 - از این تکنیک برای تشخیص هستههای آبی ایجاد شده درون سیب ناشی از اختلالات فیزیولوژیکی، که منجر به ایجاد بافت کدر درون سیب میشود استفاده کردند، نتایج آنها نشان داد که میوه دارای هسته آبی، خیلی آهستهتر از میوههای بدون بافت آسیبدیده گرم میشوند
در تحقیق حاضر از تکنیک دمانگاری به منظور تشخیص لهیدکی سیب، بر اساس این فرضیه که عیوب داخلی و اختلالات فیزیولوژیکی میوه منجر به ایجاد تغییرات در خواص حرارتی بافت میشود، استفاده گردید.
.2 مواد و روشها
جهت انجام این آزمایش تعداد 120 نمونه سیب رقم رددلیشز با متوسط وزنی 94/2 گرم تهیه شد. به هنگام تهیه نمونه-ها دقت شد که سیبهایی که انتخاب میشوند فاقد هر گونه لهیدگی قبلی باشند. برخی از خصوصیاتی شیمیایی نمونهها شامل محتوای مواد جامد محلول و محتوی رطوبتی اندازهگیری شد.
آزمون ضربه برای ایجاد سطوح لهیدگی با کمک دستگاه آزمون ضربه که در کارگاه مکانیک بیوسیستم دانشگاه ارومیه ساخته شد انجام پذیرفت. برای اندازهگیری ابعاد کوفتگی ابتدا با کولیس قطر متوسط هر لکه اندازهگیری شده سپس به کمک یک چاقو نیز برشی عمود بر سطح کوفتگی در کل سیب ایجاد گردید. سپس عمق متوسط کوفتگی اندازهگیری شد.
برای تهیه تصاویر گرمایی نمونههای مورد نظر، از دوربین گرمانگاری فروسرخ NEC ، مدل G120 ساخت شرکت NEC Avio ژاپن استفاده شد. دوربینهای گرمانگاری گسیلندگی و انعکاس امواج فروسرخ اشیاء را دریافت میکنند و چون در محیط، انعکاس از اشیاء پیرامون بسیار زیاد است لذا برای حذف این اثر، محفظه تصویربرداری ساخته شد.
آزمایشات در دو مرحله گرم کردن نمونهها انجام شد. در مرحله اول نمونهها به مدت 100 ثانیه در داخل آون که در دمای 60 °C تنظیم گردیده بود، قرار گرفتند. پس از آن نمونهها بلافاصله بر روی پایه دوربین قرار داده شدند و تصویربرداری از نمونهها پس از خروج از آون شروع گردید. مراحل گفته شده برای همه نمونهها انجام گرفت. پس از پایان تصویربرداری، نمونهها به مدت 2 الی 3 ساعت در محیط آزمایشگاه قرار گرفته و سپس مرحله دوم آزمایشات شروع گردید. در این مرحله نیز تمام کارهای انجام شده در مرحله اول صورت پذیرفت با این تفاوت که دمای آون بر روی 90 °C تنظیم گردید. تصاویر حرارتی بدست آمده توسط نرمافزار InfReC Analyzer NS9500 Standard مورد بررسی قرار گرفت.
.3 نتایج و بحث
در جدول - 1 - نتایج حاصل از اندازهگیری محتوای مواد جامد محلول، محتوای رطوبت و وزن سیبها بیان شده است. همانطور که مشاهده میشود میزان مواد جامد محلول برابر با 17/93درجه بریکس، محتوای رطوبت 84/52 درجه بریکس و متوسط وزنی 94/2 گرم بدست آمد. از ضریب گسیلندگی 0/96 استفاده شد
