بخشی از مقاله
چکیده:
هدف: 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 خیار جهت پیشبرد اهداف مذکور در راستای ارتقاء فرآوری این محصول تعیین میگردد.
مواد وروش ها: در این تحقیق برخی از خواص فیزیکی و مکانیکی 50 عدد خیار رقم روبا تحت شرایط استاندارد و در سه تکرار اندازهگیری شد. خواص فیزیکی خیار 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.
نتایج و بحث: میانگین جرم، حجم، ابعاد - طول، عرض و ضخامت - ، میانگین قطر هندسی، میانگین قطر حسابی، درصد کرویت، دانسیته، نسبت رعنایی و سطح رویه به ترتیب برابر 63/526 g ، 64/657 cm3، 142/889 mm، 25/626 mm، 25/358 mm، 45/273 mm، mm 58/161، % 31/69،0/98 g/cm3، 0/179 و 6470/30 mm2 بهدست آمد.
همچنین در تست شکست میوه خیار 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 ترتیب برابر 59/94 N، 58/02 N، 745/73 N.mm، 664/54 N.mm، 20/85 mm و 21/14 mm بهدست آمد.
از طرفی در تست برش برای میوه خیار 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 به ترتیب برابر با 83/75 N، 38/15 N، 0/003 N/mm2، 0/002 N/mm2 و 22/55 mm بهدست آمد.
نتیجه گیری کلی: نتایج حاصل از اندازهگیری خواص فیزیکی و مکانیکی خیار 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 خیار قرار میدهد.
مقدمه
خیار از خانواده جالیزیان - Cucurbitaceae - است که بعد از گوجه فرنگی، کلم و پیاز در رده چهارم کشت جهانی قرار دارد .[Shetty & Wehner, 2002] ایران با تولیدی بیش از یک میلیون و پانصد هزار تن دومین یا سومین کشور تولید کننده است و به همراه چین، ترکیه و آمریکا 66 درصد تولید جهانی خیار را به خود اختصاص داده اند .[Martinez et al., 2006] با توجه به این که بخش عمده این محصول در کشور مصرف می شود، سرانه مصرف آن چند برابر متوسط سرانه دنیا است.
مصرف خیار در ایران در درجه اول به صورت تازه خوری است. بنابراین ویژگی کیفی آن بسیار مورد توجه است. 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 میوه خیار مفید می باشد. تحقیقات زیادی در این زمینه بر روی محصولات مختلف انجام شده است.
در تحقیقی در مصربرخی 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 میوه خیار 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 میوه 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. خیار ها از رقم روبا تهیه گردید. سپس به صورت دستی تمیز گردیدند 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 خیار بررسی گردید. ابعاد میوه، 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 میوهها توسط یک ترازوی حساس دیجیتالی - - GF600 Model, A&D, Alviso, USA با دقت 0/01 گرم اندازهگیری شد. برای تعیین حجم هر میوه، 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 میوه - g/cm3 - ، M جرم میوه - g - ، V حجم میوه - cm3 - است. سپس برای تعیین ویژگی های مکانیکی، میوه خیار در دو تست شکست - خمش - سه نقطه ای - شکل - 1 و برش - شکل - 2 مورد ارزیابی قرار گرفت. بر این اساس 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 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 خیار اعمال گردید. برای انجام این آزمایشات از دستگاه آزمون مواد Zwick/Roll - شکل -2 الف - 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.
شکل.1 تست شکست - خمشی - خیار حین بارگذاری استاتیکی
شکل.2 تست برش خیار حین بارگذاری استاتیکی
