بخشی از مقاله
مقدمه:
گردو از محصولات کشاورزی پر اهمیت است و به عنوان یک محصول ارزآور و مهم در کشور محسوب میشود که در میان محصولات آجیلی و خشکباری پس از پسته و بادام بیشترین سطح کشت را داراست. بصورت مکانیزه دستگاهی برای تشخیص پوکی گردو در مقیاس تجاری وجود ندارد لذا با توجه به اهمیت این محصول نیاز به ابزاری برای تفکیک گردوهای پر از خالی ضروری به نظر میرسد.
مواد و روش ها: در این پژوهش برای تشخیص و تفکیک گردوهای پوک از مغزدار از فراصوت در فرکانس مرکزی 32/8 kHz با ولتاژ پیک تا پیک v 1/74 استفاده شد. برای انجام آزمایشهای فراصوتی از دو سنسور فرستنده و گیرنده به صورت متقابل به هم در فاصله 4/5 cm بهره گرفته شد. برخی خواص فیزیکی گردوها شامل وزن، قطر بزرگ، قطر کوچک، ارتفاع، قطر هندسی و قطر حسابی محاسبه شدند. سپس با توجه به وزن و اقطار اندازهگیری شده گردوها را به دو دسته پر و بدون مغز تفکیک کرده و مورد آزمایشهای فراصوتی قرار گرفتند.
نتایج و بحث: میانگین وزن، قطر بزرگ، قطر کوچک، ارتفاع، قطر هندسی و قطر حسابی برای گردوهای پر به ترتیب معادل 9/99 g، 31/12 mm، 30/69 mm، 34/12 mm، 31/91 mm و 31/97 mm و برای گردوهای پوک معادل 5/49 g، 31/86 mm، 31/01 mm، 37/37 mm، 33/28 mm و mm 34/41 بودند. همچنین میانگین دامنه ولتاژ پیک تا پیک و ضریب میرایی فراصوتی برای گردوهای پر به ترتیب معادل 449/47 v و 0/133 بود و برای گردوهای پوک معادل 265/7 v و 0/18 بدست آمدند. نتایج نشان داد که اختلاف دامنه ولتاژ و ضرایب میرایی بین گروهها پر و بیمغز گردوها در سطح 0/01 معنیدار بود.
نتیجه گیری کلی: فراصوت به عنوان یک ابزار غیرمخرب با دقتی بالاتر از 99 درصد قادر به تشخیص گردوهای پوک از گردوهای مغزدار است.
مقدمه
گردو گیاهی از خانواده Juglandaceae و جنس Juglans است این جنس دارای 21 گونه میباشد که همگی خزاندار و دارای میوه خوراکی هستند. برخی از این گونهها از نظر چوب نیز با ارزش میباشند که انواع وحشی یا بومی آن در چین، ژاپن، ایران، آمریکای شمالی، مرکزی و جنوبی در امتداد کوههای آندتا آرژانتین - - Antofalla یافت میشود.
ایران با سطح زیر کشت حدوداً معادل 109810 هکتار باغ رتبه چهارم جهان را داراست. از نظر تولید محصول بعد از چین و آمریکا با حدود 135000 تن - شکل شماره - 3-1 مقام سوم جهان را به خود اختصاص داده است، استان کرمان بیشترین سطح زیر کشت گردو در کشور را داراست سطح زیر کشت گردو در سال زراعی 1384-1385 بالغ بر 17095 هکتار بوده - شکل شماره - 4-1 است. استان چهارمحال بختیاری نیز با داشتن 13300 هکتار مقام چهارم کشور را به لحاظ تولید این محصول با ارزش داراست
آمار چند ساله اخیر نشان می دهد که تمایل کشورهای واردکننده به واردات گردوی کامل حدود دو تا سه برابر مغز گردو است. اما به دلیل پایین بودن ارزش صادراتی گردوی کامل ایرانیتقریباً هیچ گاه از ایران گردوی کامل وارد نمیکنند و تنها مغز گردو خریداری میکنند
این در حالی است که طی سنوات اخیر، خرید گردو در اکثر کشورهای واردکننده این محصول، از گردوی ایران به سمت آمریکا، چین و ترکیه جابجا شده است
یکی از دلایل عمده آن، می تواند عدم وجود تکنولوژی لازم برای طبقه بندی کیفی آن باشد.
با بررسی منابع مشاهده میشود که کارهای انجام شده، از فراصوت به عنوان یک فناوری نو و مهم در جهت افزایش کیفیت مواد غذایی - مارچسینی و همکاران، 2012؛ ژولیانو و همکاران، - 2012، کاهش زمان و هزینههای فرآوری - شانگمن، - 2012، تسهیل و حذف عملیات انسانی - ژولیانو و همکاران، 2012؛ سای و همکاران، - 2012 و حصول یک روش غیرمخرب با توجه به روشهای مخرب معمول - گان و همکاران، - 2006 بهره گرفتهاند. Pallav و همکاران - 2009 - با استفاده از فراصوت در فرکانس بالا و توان پایین توانستند اجسام خارجی درون مواد غذایی را تشخیص دهند. آنها قطعات چوب، شیشه و فلز را در مواد غذایی شامل پنیر و شکلات در شرایط بدون تماس سنسورها با مواد غذایی انجام دادند.
با توجه به نبود روش مکانیزهای برای تشخیص گردوهای پر از بدون مغز، پژوهش در این زمینه برای این محصول ارزآور مهم تلقی میگردد. در این تحقیق سعی شد که بدون شکستن گردو، روشی برای تفکیک گردوهای پر و بدون مغز ارائه نمود.
مواد و روشها
در این پژوهش برای تهیه گردوهای یک دست از محصول گردوی برداشت شده از یکی از باغهای شهر سامان واقع در استان چهارمحال و بختیاری استفاده شد. گردوها از رقم پوست کاغذی بوده و پس از برداشت پوست گیری شده و در آفتاب خشک شدند. از آنجایی که در مورد گردوهای پوک و مغزدار از روی شکل ظاهری آنها نمیتوان نوع گردو را تعیین کرد ابتدا در آزمایشگاه گردوهای پوک و مغزدار بر اساس وزن از یکدیگر جدا شده و به عنوان مرجع در نظر گرفته شدند. برای اندازهگیری جرم هر گردو از ترازوی دیجیتال با دقت 0/01 گرم استفاده شد.
فرستادن یک سیگنال فراصوتی از طریق تحریک مبدل فرستنده و دریافت آن در سویی دیگر توسط مبدل گیرنده نیاز به چند دستگاه الکتریکی مشخص دارد. در این تحقیق از یک دستگاه تولیدکنندهی موج - Instek SFG 2004 - استفاده گردید. این دستگاه توانایی تنظیم فرکانس ولتاژ خروجی و دامنهی ولتاژ را دارد. فرکانس ولتاژ خروجی دستگاه تولید کنندهی موج باید با فرکانس مرکزی مبدل مورد استفاده همسان باشد تا بتوان مبدل را با حداکثر توان تحریک کرد.
دو مبدل آلتراسونیک جهت بررسی تاثیر فرکانس در تشخیص پوکی گردو انتخاب شدند. این مبدلها همگی دارای فرکانس مرکزی 33kHz بودند. این مبدلها سرامیکی و ساخت شرکت Farnell میباشند. در آزمایش با هرکدام از مبدلها، فرستنده به منبع توان متصل گردید و گیرنده که در مقابل فرستنده قرار میگیرد به یک اسیلوسکوپ - Tektronix TSD 2014B - متصل شد تا موج منتشر شده را به نمایش بگذارد. اسیلوسکوپ از طریق پورت RS-232 با یک کامپیوتر در ارتباط بود تا بتوان پارامترهای مورد نیاز را اندازهگیری و یادداشت نمود.
نتایج و بحث
میانگین وزن، قطر بزرگ، قطر کوچک، ارتفاع، قطر هندسی و قطر حسابی برای گردوهای پر به ترتیب معادل 9/99 g، 31/12 mm، 30/69 mm، 34/12 mm، 31/91 mm و 31/97 mm و برای گردوهای پوک معادل 5/49 g، 31/86 mm، 31/01mm، 37/37 mm، 33/28 mm و 34/41 mm بودند. همچنین میانگین دامنه ولتاژ پیک تا پیک و ضریب میرایی فراصوتی برای گردوهای پر به ترتیب معادل 449/47 v و 0/133 بود و برای گردوهای پوک معادل 265/7 v و 0/18 بدست آمدند. نتایج نشان داد که اختلاف دامنه ولتاژ و ضرایب میرایی بین گروههای پر و بیمغز گردوها در سطح 0/01 معنی-دار بود.
شکل .1 مقایسه دامنه ولتاژ گردوهای پر و بدون مغز
