بخشی از مقاله
چکیده:
وجود اطلاعاتی در زمینه خواص فیزیکی و مکانیکی محصولات کشاورزی میتواند در طراحی ماشینهای مورد نیاز در عملیات کاشت، داشت، برداشت و پس از برداشت مفید باشد. همچنین این اطلاعات در عملیات انتقال، جداسازی، درجهبندی هیدرولیکی، شستشوی میوهها و سبزیها، کیفیت سنجی، بستهبندی، نگهداری و فرآوری محصولات کشاورزی کاربرد فراوان دارند.
در این تحقیق برخی خواص فیزیکی و مکانیکی کدو سبز جهت پیشبرد اهداف مذکور در راستای ارتقاء فرآوری این محصول تعیین میگردد. به همین منظور برخی از خواص فیزیکی و مکانیکی 50 عدد کدو سبز تحت شرایط استاندارد و در سه تکرار اندازهگیری شد. خواص فیزیکی کدو سبز شامل جرم، حجم، ابعاد - طول، عرض و ضخامت - ، میانگین قطر هندسی، میانگین قطر حسابی، کرویت، دانسیته، نسبت رعنایی، سطح رویه اندازهگیری شد. سپس خواص مکانیکی نمونهها در هنگام برش و شکست میوه از وسط بعد طولی آن بهوسیله دستگاه Zwick/Roll تحت استاندارد های لازم اندازهگیری گردید.
همچنین در تست شکست کدو سبز مقادیر میانگین حداکثر نیروی لازم برای شکست میوه، نیرو در لحظه شکست میوه، کار انجام شده برای رسیدن به حداکثر نیروی لازم برای شکست میوه، کار انجام شده برای رسیدن به نیرو در لحظه شکست میوه، تغییر شکل میوه هنگام اعمال حداکثر نیرو و تغییر شکل میوه هنگام شکست میوه تحت بارگذاری عمودی به دست آمد. از طرفی در تست برش برای میوه کدوسبز میانگین حداکثر نیروی لازم برای برش میوه، نیروی پیش فرض در هنگام تغییر شکل، تنش برشی پیش فرض در هنگام تغییر شکل برشی، مقاومت برشی و تغییر شکل برشی در هنگام اعمال حداکثر نیرو نیز به دست آمد.
نتایج حاصل از اندازهگیری خواص فیزیکی و مکانیکی کدوسبز در زمینههای طراحی ادوات مربوطه، انتقال، جداسازی، درجهبندی، شستشو، بستهبندی، نگهداری و فرآوری آن کاربرد داشته و اطلاعات مفیدی در اختیار طراحان، سازندگان، محققان و کارخانجات تولید و فرآوری کدوسبز قرار میدهد.
مقدمه:
کدو مسمایی یا کدو خورشی گیاهی چند ساله با نام علمی Cucurbita pepo و متعلق به تیره cucurbitace است. گونههای کدو از مناطق خشک آمریکای مرکزی گرفته شدهاند و اسامی عمومی مشابه به طور مکرر برای گونههای مختلف مورد استفاده قرار میگیرد و اسامی عمومی آمریکایی و انگلیسی مثل اسکواش پامپکین و کوکورییت میباشند. از آنجا که عوامل مختلفی از قبیل عوامل بیولوژیکی، زیست محیطی، شرایط کاشت، داشت و برداشت و نوع انبارداری بر ویژگی ای مختلف محصول تولیدی تاثیر می گذارند و همچنینی به منظور طراحی بهینه ادوات فرآوری، انبارداری، حمل و نقل و سهولت کار انبارداری، تعیین ویزگی های فیزیکی و مکانیکی کدو سبز مفید می باشد. تحقیقات زیادی در این زمینه بر روی محصولات مختلف انجام شده است.
در تحقیقی در مصر [Bahnasawy et al., 2004] برخی از خواص فیزیکی و مکانیکی پیاز مورد مطالعه قرار گرفت. این خواص شامل ابعاد خطی، میانگین قطر هندسی و حسابی، سطح رویی جلویی، حجم، وزن، دانسیته ظاهری، ضریب استاتیک ایستایی، زاویه غلتش، نیروی خورد شدگی و تست سوراخ بود.
در تحقیقی استحکام برشی استاتیکی و دینامیکی ساقه برنج مورد مطالعه قرار گرفت که در اندازه گیری نیروی برش استاتیکی از وزن آب و در اندازه گیری نیروی برش دینامیکی از کرنش سنج های نصب شده روی بازو انتقال نیرو استفاده شد.
انسه و همکاران در تحقیقی خواص خمشی و برشی ساقه آفتابگردان را مورد بررسی قرار دادند. در این تحقیق تنش خمشی، تنش برشی، مدول الاسیتیسه و انرژی ویژه برش میوه ساقه آفتابگردان به دست آمد و تاثیر مقدار رطوبت بر این مواد مشخص گردید. نتایج نشان داد با افزایش رطوبت، مدول الاسیتیسه و مقدار تنش خمشی کاهش و استحکام برشی و انرژی برشی افزایش گردید.
جانگ خواص مکانیکی ساقه سیر را جهت توسعه یک ماشین برداشت غده سیر مورد بررسی قرار دارند. بر این اساس در تحقیق برخی ویژگی های فیزیکی کدو سبز که عبارتند از: ابعاد - طول، عرض و ضخامت - ، جرم، حجم، جرم حجمی، مساحت سطح رویه و نسبت رعنایی و سپس خواص مکانیکی نمونهها در هنگام برش و شکست کدو سبز از وسط بعد طولی آن بهوسیله دستگاه Zwick/Roll تحت استاندارد های لازم اندازهگیری گردید.
مواد وروش ها:
آزمایشات در خرداد 1392 در آزمایشگاه گروه مکانیک ماشین های کشاورزی دانشگاه ایلام انجام شد. نمونههای کدو سبز از بازار ایلام تهیه گردیدند. سپس به صورت دستی تمیز شده و برای 24 ساعت در دمای اتاق - 20 1درجه سانتی گراد و رطوبت نسبی 63 الی 65 درصد - نگهداری شدند. همه خواص فیزیکی بر روی 50 عدد کدو سبز بررسی گردید. ابعاد کدو سبز ، a - بزرگترین بعد - ، b - بزرگترین بعد عمود بر - a و c - بزرگترین بعد عمود بر a و - b، به وسیله کولیس دیجیتال - - DC-515 Model, Lutron, Taipei, Taiwan با دقت 0/01 میلیمتر بدست آمدند. سپس قطر میانگین هندسی - dg - 1 بصورت زیر محاسبه شده است:
جرم نمونهها توسط یک ترازوی حساس دیجیتالی - - GF600 Model, A&D, Alviso, USA با دقت 0/01 گرم اندازه گیری شد. برای تعیین حجم هر نمونه، یک ظرف آب روی ترازو قرار داده، سپس میوه را در آب غوطهور نموده و جرم آب جابجا شده تعیین شد. با استفاده از رابطه زیر حجم آب جابجا شده بدست آمد.
که WW جرم آب جابجا شده، w جرم حجمی آب، t جرم حجمی واقعی کدو سبز - g/cm3 - ، M جرم کدو سبز - g - ، V حجم کدو سبز - cm3 - است.
سپس برای تعیین ویژگی های مکانیکی، کدو سبز در دو تست شکست - فشار - سه نقطه ای و برش مورد ارزیابی قرار گرفت. بر این اساس حداکثر نیروی لازم برای شکست نمونهها، نیرو در لحظه شکست میوه، کار انجام شده برای رسیدن به حداکثر نیروی لازم برای شکست میوه، کار انجام شده برای رسیدن به نیرو در لحظه شکست میوه، تغییر شکل میوه هنگام اعمال حداکثر نیرو و تغییر شکل میوه هنگام شکست میوه تحت بارگذاری عمودی بر اساس استاندارد ASTM D 790-03 در دمای اتاق اندازه گیری شد.
از طرفی در تست برش با تیغه لبه صاف به ضخامت 1/4 میلیمتر و زاویه تیغه 30 درجه، حداکثر نیروی لازم برای برش میوه، نیروی پیش فرض در هنگام تغییر شکل، تنش برشی پیش فرض در هنگام تغییر شکل برشی، مقاومت برشی و تغییر شکل برشی در هنگام اعمال حداکثر نیرو بر اساس استاندارد DIN 53294 اندازه گیری گردید. برای انجام هر یک از آزمون های فوق بارگذاری در وسط بعد طولی کدو سبز اعمال گردید. برای انجام این آزمایشات از دستگاه آزمون مواد Zwick/Roll استفاده گردید که همزمان به رایانه متصل بوده و داده برداری صورت می گرفت و هر یک از آزمون ها در سه تکرار انجام گرفت.
