بخشی از مقاله
چکیده:
تعیین خصوصیات فیزیکی و مکانیکی گوجهفرنگی، اطلاعات اولیه جهت طراحی ماشینهای مربوط به حمل و نقل، درجهبندی و بستهبندی و همچنین اطلاعات لازم برای تعیین کیفیت و کنترل بار استاتیک مجاز جهت به حداقل رساندن آسیب های مکانیکی وارده به این محصول را فراهم میکند. نتایج نشان داد که با تقریب خوبی حجم این دو رقم گوجهفرنگی را میتوان کروی در نظر گرفت. در بارگذاری فشاری، مقدار نیروی کشش در جهت عمود بر بارگذاری در رقم اینفینیتی بیشتر از گراندلا برآورد شد.
سفتی، در دو نوع بارگذاری، یکی از طریق استفاده از صفحات موازی و دیگری استفاده از پروب 8 میلیمتری برای دو رقم گوجهفرنگی برآورد شد. از طریق تئوری تماسی هرتز ضریب الاستیسیته ظاهری برای بارگذاری صفحات موازی در دو رقم محاسبه شد که این میزان به ترتیب برای رقم گراندلا و اینفینیتی 1/9و 1/65 مگا پاسگال بود. برای محاسبه ضریب الاستیسیته ظاهری در بارگذاری توسط پروب از تئوری بوسینیسک استفاده شد که مقدار آن برای گراندلا و اینفینیتی به ترتیب 1/44 و 1/29 مگا پاسگال محاسبه شد.
مقدمه
گوجهفرنگی جزء سبزیجات اصلی سبد غذایی مردم کشورمان در تمام فصول سال است. عملیات برداشت محصول یکی از مهمترین مراحلی است که بروی کیفیت تازهخوری اثر میگذارد. لذا بررسی مقاومت گوجه فرنگی به بارهای فشاری اعمال شده تحت شرایط مختلف مهم میباشد، زیرا با داشتن یکسری نتایج دقیقی میتوانیم محصولی با بالاترین کیفیت به بازار مصرف عرضه کنیم.
بدون دانستن خصوصیات فیزیکی و مکانیکی مواد کشاورزی امکان بررسی مسائل مربوط به فرآوری، حمل و نقل و نگهداری مواد، میسر نخواهد بود . خصوصیات فیزیکی و مکانیکی مواد کشاورزی اطلاعات اولیه و ضروری جهت طراحی ماشین آلات، ساختار و کنترل آنها در تولید، حمل و نقل و فرآوری می باشند . این خصوصیات تاثیر عمدهای روی عملکرد و بازده ماشینها و دستگاههای خط فرآوری دارد.
فردلی و همکاران - 1968 - معتقدند که افزایش درجه مکانیزاسیون برداشت میوه ها وسبزیجات، نیاز به تحقیق در زمینه تعیین خواص فیزیکی و مکانیکی وحتی خواص ارتعاشی مواد کشاورزی را گسترش داده است.
یکی از پارامترهای مهم در طراحی سیستم حمل و نقل به وسیله آب یا هوا نسبت دادن شکل خاصی به مواد است. شکل همچنین در مشخص کردن تعداد میوه در حجم ثابت دخیل است . شکل و اندازه بر توزیع تنش تحت بارهای اعمالی یا سیستمهایی از بار موثرند . [Mohsenin, N.N.1996 ] بنابراین شکل و اندازه تعیینکننده میزان مقاومت ماده در برابر نیروهایی هستند که می توانند منشای آسیب رساندن به ماده شوند.
علی باتو - 1996 - سفتی گوجهفرنگی را از مهمترین فاکتورهای تعیین کیفیت گوجه فرنگی می داند. روشهای قراردادی برای آزمون سفتی میوهها بر پایه آزمایشهای فشاری است. در آزمون نفوذ که یک آزمایش فشاری است، یک پروب که سرعت نفوذ آن ثابت و خیلی کم است به داخل میوه فرو میرود، لذا از آن به تست شبه استاتیکی یاد میکنند.
وریس و همکاران - 2001 - مقدار آستانه کوفتگی سیب را از دو روش افزایش ارتفاع سقوط و همچنین به وسیله فشار تکمحوری دینامیکی تعیین کردند.
مسعودی - 2004 - تحقیقی را با هدف تعیین خواص مکانیکی سیب انجام دادند که با انجام آزمون نفوذ سنجی و آزمون تکمحوری، مقادیر ضریب الاسیسیته ظاهری، نیروی نفوذ و انرژی نفوذ را بدست آوردند. در این تحقیق به بررسی ابعاد و تعیین ضریب کشسانی و سفتی دو رقم گوجه فرنگی گراندلا و اینتیفیتی و مقایسه خواص بین آنها میپردازیم.
مواد و روشها
ارقام گوجهفرنگی
دو رقم گوجه فرنگی گراندلا و اینفینیتی که از دو گلخانهی متفاوت در اطراف اصفهان تهیه شدند در این تحقیق مورد استفاده قرار گرفتند. از هر رقم به تعداد 15 عدد تهیه و خصوصیات فیزیکی همه آنها اندازه گیری شد و از هر رقم 5 عدد برای اندازه گیری سفتی و 5 عدد برای اندازه گیری ضریب کشسانی به صورت تصادفی انتخاب شد.
خصوصیات فیزیکی گوجه فرنگی
ابعاد، وزن، حجم و شعاع انحنا گوجه فرنگی
به منظور اندازهگیری ابعاد گوجهفرنگی نیاز به اندازه گیری 3 قطر بزرگ، متوسط و کوچک است که توسط یک کولیس با دقت 0/01 میلی متر اندازهگیری شدند.
برای اندازهگیری وزن از یک ترازوی دیجیتال با دقت 0/01 گرم استفاده شد. قبل از اندازهگیری حجم، گوجه ها شسته شدند، سپس از روش غوطه وری در آب، حجمشان اندازهگیری شد. با استفاده از وزن وحجم بدست آمده و رابطه - 1 - چگالی حقیقی محاسبه شد.
به منظور بررسی ارتباط حجم اندازهگیری شده و حجم نظری، پس از اندازهگیری مقادیر حجم وابعاد گوجهفرنگی، حجم نظری مربوط به یک جسم کروی پخ از رابطه - 2 - محاسبه شد که در این رابطه a و c به ترتیب بزرگترین و کوچکترین شعاع اندازهگیری شده گوجه فرنگی است.
برای اندازهگیری شعاع انحنا گوجهفرنگی در نقاط تماس با دو صفحه موازی از دستگاه انحناسنج یا اسفرومتر استفاده شد و شعاع انحنا در دو جهت عمود بر هم اندازهگیری شد.
خواص مکانیکی گوجهفرنگی
آزمون فشار میزان مقاومت گوجه فرنگی را تحت بارهای استاتیک و شبه استاتیک مشخصکرده و رابطه بین نیرو و تغییر شکل در ماده را بیان میدارد. آزمون فشار روشی هدفمند جهت تعیین خصوصیات مکانیکی گوجه فرنگی است، که این خصوصیات عامل مهمی درتعیین کیفیت و کنترل بار استاتیک مجاز جهت به حداقل رساندن آسیب های مکانیکی وارده در مرحله برداشت، حمل و نقل و فرآوری است. در این تحقیق برای اندازه گیری سفتی و ضریب کشسانی گوجه فرنگی از دستگاه اینستران استفاده شد که سرعت نفوذ پروب به داخل گوجهفرنگی و سرعت حرکت صفحه موازی بالا، 200 میلی متر بر دقیقه بود.
سفتی
سفتی یکی از مهمترین خواص مکانیکی و بیان کننده کیفیت میوه است. از انجام آزمون فشاری با نفوذ پروبی به قطر 8 میلی متر و صاف در محل تماس، در 5 عدد از هر رقم گوجه فرنگی رابطه بین تغییر شکل و نیرو بدست آمد. شیب نمودار تغییر شکل- نیرو حاصل از برازش خط، سفتی گوجه فرنگی می باشد
شکل -1 منحنی نیرو Bتغییر شکل گوجه فرنگی ا اینفینیتی - a - و گراندلا - b - حاصل از برازش خط بر منحنی در ازمایش با پروب
با انجام آزمون فشاری با صفحات موازی رابطه بین تغییر شکل و نیرو در دو رقم گوجه فرنگی بدست آمد. شیب منحنی نیرو B تغییر شکل در نصف نقطه عطف ، مقدار سفتی میوه در نظر گرفته شد.
