بخشی از مقاله
چکیده
در این تحقیق برخی از خصوصیات فیزیکی و مکانیکی لیموشیرین مورد بررسی قرار گرفت. خصوصیات فیزیکی اندازهگیري شده در این تحقیق شامل طول، عرض، ضخامت، قطر میانگین هندسی و حسابی، مساحت سطح رویه، کرویت، وزن، حجم، چگالی و نسبت رعنایی بود. همچنین خواص مکانیکی مورد بررسی، حداکثر نیروي لهیدگی و تغییر شکل در هنگام اعمال حداکثر نیرو و کار انجام شده براي رسیدن به حداکثر نیرو در لحظه لهیدگی در دو جهت عمودي و افقی بود.
بررسی خواص فیزیکی نشان میدهد که در لیموشیرین، قطر میانگین هندسی و حسابی، درصد کرویت و مساحت سطح رویه به ترتیب61/92044 ،61/93823 میلیمتر ،97/0126 درصد و 12045/31میلیمتر مربع بود. حجم، وزن، چگالی و نسبت رعنایی در این میوه به ترتیب 139/7242 میلیمتر مکعب، 135/4506گرم، 0/972515گرم برمیلیمتر مکعب و 0/969715 است. در مورد خواص مکانیکی، نتایج حاکی از آن بود که به ترتیب با بارگذاري فشاري در جهات عمودي و افقی لیموشیرین، میزان حداکثر نیرو به ترتیب 246 و 161 نیوتن، تغییر شکل میوه هنگام اعمال حداکثر نیرو 19/5 و 20 میلیمتر و کار انجام شده براي رسیدن به حداکثر نیرو در لحظهي لهیدگی میوه 1848/57 و 1277 /84 نیوتن بر میلیمتر است.
مقدمه
لیموشیرین با نام علمی Citrus limetta و نام انگلیسی سویت لایم - - Sweet lime از تیره روتاسه است - . - Burke, 1967 در حال حاضر لیموشیرین در کشور ایران و کشورهاي دیگري همچون فلسطین، مکزیک و اسپانیا کشت میشود - Swingel and Reece, . - 1967 میزان کل تولید لیمو شیرین در ایران در سال 1396، 637,838 تن بوده، بهطوريکه ایران رتبه نهم جهانی در تولید این محصول را دارا میباشد
با توجه به تحقیقات انجام شده، بخشی از ضایعات ایجاد شده در محصولات کشاورزي در مراحل مختلف برداشت، جابجایی، حمل و نقل و فراوري، از اعمال بارها و تنشهاي ناخواسته به وجود میآید. لذا براي جلوگیري از آسیبهاي مکانیکی و ایجاد ضایعات طی فرایندهاي برداشت و مراحل پس از آن و نیز بهینهسازي دستگاههاي فراوري، اندازه گیري و مطالعه خواص فیزیکی و مکانیکی محصولات کشاورزي الزامی است
خصوصیات فیزیکی محصولات کشاورزي بر چگونگی فراوري، انتقال، انبارداري و مصرف آنها موثر است و براي طراحی صحیح فرایندهاي پس از برداشت مانند تمیز کردن، حملونقل و انبارداري، به آنها نیاز است
تکنیکهاي فراوري و حمل صحیح محصولات کشاورزي، به فهم دقیق خصوصیات فیزیکی مانند شکل، اندازه، مساحت سطح و دانسیته نیاز دارد
به طور کلی تعیین خواص فیزیکی و مکانیکی محصولات کشاورزي به عنوان مبنایی براي طراحی و ساخت ماشینها و تجهیزات انتقال، درجهبندي و فراوري محصولات کشاورزي همواره مورد توجه بوده است و اصولا طراحی ماشینهاي کشاورزي بدون توجه به این پارامترها ناقص و منجر به نتایج ضعیف میگردد
هرچند تحقیقات زیادي در دنیا در زمینهي تعیین خواص فیزیکی و مکانیکی محصولات کشاورزي صورت گرفته است، اما تحقیقات در زمینهي خواص لیموشیرین بسیار محدود بوده است.
افکاري سیاح و همکاران خواص مکانیکی دانههاي گندم را اندازهگیري کردند. آنها در این تحقیق هشت پارامتر مختلف بر اساس آزمون فشاري بر روي دانه گندم را اندازه گیري نموده و منحنی نیرو و تغییر شکل مربوطه را استخراج کردند. آنها با انجام 200 تست فشاري محوري بر روي دانه کامل گندم - ارقام نرم تا خیلی سخت - ، نشان دادند که مقادیر ضریب کشسانی ظاهري محاسبه شده بر اساس تئوري هرتز از 468 مگاپاسکال براي نمونه مرطوب رقم مهدوي تا 1631 مگاپاسکال براي نمونه خشک رقم بزوستایا متفاوت است. همچنین ثابت کردند که ارتباط خطی بین این شاخص و پارامترهایی همچون ضریب کشسانی، تغییر شکل در حد خطی و خصوصیات فیزیکی دانه، مانند وزن و قطر بزرگ دانه وجود دارد. ساریج و نهیر تغییر شکلهاي ابتدایی را براي نشان دادن سختی مرکبات انجام دادند.
جاست و همکاران برخی خواص فیزیکی مرکبات را که مربوط به برداشت رباتیکی میوه تازه بود، مورد آزمایش قرار دادند. آنها براي این کار از تست نفوذ - مقاومت به نفوذ مکانیکی - ، براي 50 عدد میوه، با قطر پراب 0/047 سانتیمتر استفاده کردند. این آزمایشها طی فصل رشد در چهار زمان مختلف انجام شد. آنها دریافتند که مقاومت به نفوذ میوهها به غیر از شروع و پایان فصل رشد تمایل به کاهش دارد، همچنین مقاومت به نفوذ میوه تحت تاثیر واریته نیز میباشد.
سینگ و همکاران برخی خواص فیزیکی و مکانیکی پرتقال از قبیل: مقاومت کششی پوست پرتقال، رنگ میوه، کاهش وزن، سختی، نقطه بیولوژیکی و نیروي نفوذ را حین زمان انبارمانی در دو شرایط یخچالی و محیط عادي بررسی کردند و گزارش نمودند که مدت زمان انبارداري تاثیر معنیداري بر خواص فوق داشت. دادور و همکاران مقاومت به نفوذ مکانیکی دو رقم پرتقال را در بارگذاري شبه-استاتیکی بررسی کردند. براي این آزمایش، متغیرهاي نیروي نفوذ، تغییر شکل نفوذ و نسبت پوسته اندازهگیري شد. آنها به این نتیجه رسیدند که جهت بارگذاري، بر نیرو و تغییر شکل نفوذ موثر است. مقدار نیرو و تغییر شکل نفوذ میوه پرتقال در جهت طولی به طور معنیداري، بیشتر از مقدار آن در جهت عرضی بود.
با بررسی پژوهشهاي انجام شده مشخص گردید که مطالعات زیادي در زمینهي خواص فیزیکی و مکانیکی و آسیبدیدگی محصولات کشاورزي انجام شده است. بیشتر تحقیقات انجام گرفته در حوزه مرکبات مربوط به پرتقال است و تحقیق چندانی در مورد لیموشیرین انجام نگرفته است. در نتیجه هدف از این تحقیق تعیین و بررسی خواص فیزیکی، شامل ابعاد، وزن، حجم، چگالی، میانگین قطر حسابی و هندسی، سطح رویه، نسبت رعنایی و کرویت و همچنین خواص مکانیکی شامل تغییر شکل در نیروي بیشینه و کار لازم براي تغییر شکل در این نیرو است.
مواد و روشها
لیموشیرین مورد نیاز جهت انجام این آزمایش از بازار محلی در شهرستان ایلام تهیه و در یخچال با دماي 5 تا 10 درجه سانتیگراد تا زمان انجام آزمایشها نگهداري شدند. خواص فیزیکی ذکرشده بر روي 50 نمونه لیموشیرین بررسی گردید. ابعاد لیموشیرین a - طول - ، b - عرض - ، c - ضخامت - به وسیله کولیس دیجیتال مدل lutron , taipe - ,٥١٥ - DC-، ساخت کشور تایوان با دقت 0/01 میلیمتر اندازهگیري، سپس قطر میانگین هندسی - - Dg، میانگین حسابی - - De و کرویت - - Ф با استفاده از رابطههاي - 1 - تا - 3 - محاسبه گردید - شاهین و سامنو، . - 2006
مساحت سطح و نسبت رعنایی لیموشیرین نیز از رابطه هاي - 4 - و - 5 - بدست آمد . - Salami et al., 2010 -
جرم نمونهها توسط یک ترازوي حساس دیجیتال مدل - AND, Alviso ٦٠٠ - GF-، ساخت کشور ژاپن با دقت 0/01 گرم اندازه-گیري شد. براي تعیین حجم نمونهها از روش پلات فرم و با استفاده از ترازوي حساس دیجیتال مدل - AND, Alviso ٦١٠٠ - GF-، ساخت کشور ژاپن با دقت 0/1 گرم استفاده گردید
براي تعیین مقاومت به لهیدگی لیموشیرین، بر اساس استاندارد ٣٦٨٫٣ASAE S تست لهیدگی روي آن انجام گرفت. بر این اساس حداکثر نیروي لازم براي لهکردن نمونهها، تغییر شکل میوه هنگام اعمال حداکثر نیرو و کار انجام شده براي رسیدن به حداکثر نیروي لازم براي له کردن میوه تحت بارگذاري عمودي و افقی، بر اساس استاندارد، در دماي اتاق اندازه گیري شد. براي انجام این آزمایش از دستگاه آزمون مواد ساخت شرکت Zwick/Roell - آلمان - با قطر پراب 75 میلیمتر استفاده شد و آزمون روي 20 نمونه براي به حداقل رسیدن مقدار خطا و بالارفتن دقت کار انجام گرفت.
این دستگاه داراي دو فک میباشد که فک پایینی ثابت و فک بالایی متحرك است. دستگاه زوویک از طریق نرمافزار تست اکسپرت به کامپیوتر متصل است و تمامی دستورات از طریق نرمافزار صورت میپذیرد. در قسمت فک متحرك دستگاه، یک نیروسنج 50 نیوتونی تعبیه شده که بارگذاري را بادقت 0/001 نیوتن بر نمونهها اعمال میکند. نیروي اعمال شده به نمونهها توسط نمایشگر کامپیوتر قابل نمایش بوده و همزمان با بارگذاري، نمودار نیرو و تغییر شکل، رسم میگردد. سرعت حرکت فک متحرك دستگاه قابل تنظیم و بر اساس استاندارد براي هر آزمایش متغیر است. سرعت فک بالایی براي این آزمایش بر اساس استاندارد 20 ASAE S368,3 میلیمتر بر دقیقه انتخاب شد.
