بخشی از مقاله
چکیده
هدف از این پژوهش تعیین خواص مکانیکی نه رقم مختلف دانه ی گلرنگ می باشد. آگاهی از خواص مکانیکی محصولات کشاورزی و مواد غذایی در طراحی و ساخت ماشینآلات فرآوری و نیز در بهینه سازی انواع ماشینها و تجهیزات کشاورزی به ویژه در مراحل پس از برداشت و به منظور کاهش ضایعات کاربرد دارد. در این پژوهش 9 رقم گلرنگ - آسنتریا، اصفهان 14، پدیده، سینا411، فرامال، گلدشت، گلدشت پاییز، محلی اصفهان و ورامین - مورد آزمایش قرار گرفت و پارامتر های تعیین مقاومت به ضربه، تعیین سختی، آزمون فشاری و تعیین نقطه ی روغن دهی هر رقم اندازه گیری شد.
نتایج حاصل از آزمایش نشان داد که ارقام مختلف دارای خواص مکانیکی متفاوتی هستند. ارقام گلدشت و فرامال از نظر سختی، سخت ترین ارقام و از نظر چقرمگی بیشترین چقرمگی را دارا بودند و رقم اصفهان 14 نیز نرم ترین رقم و دارای کمترین مقاومت به ضربه بود. همچنین رقم گلدشت بیشترین نیرو را برای روغن دهی نیاز داشت.
مقدمه
گلرنگ یا کافشه از گیاهان دنیای قدیم است که در منطقه وسیعی از ژاپن تا شرق آفریقا کاشت میشده است. گلرنگ یک ساله گیاهی از تیره مرکبه با نام علمی - Carthamus Tinctorius L. - میباشد. تعیین آن دسته از ویژگیهای محصول، که منجر به کسب اطلاعاتی از ویژگیهای محصول نهایی1 گردد، میتواند سبب افزایش کیفیت فرآورده نهایی آن پس از فرآوری شود که خود تأثیر عمدهای بر کاهش ضایعات و افزایش ارزش افزوده محصول خواهد داشت. در این رابطه، استفاده از ویژگیهای فیزیکی و مکانیکی، به ویژه در محصولات دانهای، برای تشخیص کیفیت دانه و طبقهبندی آن میتواند بسیار مفید باشد.
قابلیتهای مهم روشهای فیزیکی، به عنوان یک روش ابزاری برای بررسی ویژگیهای فیزیکی محصول سبب شده است که امروزه بیشتر از قبل به این روشها توجه گردد. در این رابطه، امروزه به استفاده هم زمان از دو روش مکانیکی و نوری توجه خاصی شده است . - Chung et al., 1975 - اما از بین روشهای مختلف شناسایی ویژگیهای محصولات دانهای، روشهای مکانیکی به عنوان یکی از پارامترهایی است که معرف عکسالعمل دانه نسبت به نیروی اعمال شده بر آن میباشند
امروزه از روش تعیین خواص مکانیکی به ویژه در میوهها - نظیر سیب - به منظور تعیین کیفیت میوه از لحاظ رسیدگی استفاده میشود. اعمال فشار بر میوهها، به دلیل بافت نرم آنها، حتی به صورت دستی هم امکان پذیر است - مثلاً با فشردن انگشت شصت - اما در دانهها به دلیل بافت سخت آنها این عمل به سهولت امکان پذیر نمیباشد و برای تعیین نیروی اعمال شده و تغییر شکل حاصله نیاز به وسایل اندازهگیری دقیق میباشد.همچنین به دلیل تعداد قابل ملاحظه دانه در یک نمونه، وجود یک روش مکانیزه الزامی است
گوپتاو داس - 2000 - 2 مقاومت در برابر شکست، دانه آفتابگردان در دو حالت با پوست و بدون پوست را در دو وضعیت بارگذاری افقی و عمودی بررسی کردند. در حالت افقی نیروی کمتری نسبت به حالت عمودی مشاهده شد. انرژی شکست با افزایش رطوبت و در حالت بارگذاری عمودی بیشتر از حالت افقی بدست آمد.
لییوا3 و همکاران - 1990 - خواص مکانیکی سویا را در حالت با پوست و بدون پوست با هم مقایسه کردند. در این بررسی ضریب آسایش تنش و تنش نهایی فشاری با استفاده از آزمون آسایش تنش، آزمون فشار و خمش محاسبه شد. تنش نهایی و ضریب آسایش با افزایش رطوبت کاهش یافت. شاخصهای جابهجایی رطوبتی و دما نیز تعیین شد. رفتار سویا در دو حالت مانند یک نمونه ترموهیدرورئولوژیک بود.
پالسن - 1978 - 1 گزارش داد که نیرو و انرژی شکست میتواند معیار مناسبی برای طراحی ماشینهای مرتبط با عملیات فرآوری باشد. او نشان داد که دانههای با نیروی مقاومتی شکست زیاد، کمتر آسیب میبینند. افزایش نیروی شکست دانه تحت بارگذاری شبه استاتیک باعث کاهش در صد دانههای صدمه دیده در جریان عملیات فرآوری شامل حمل و نقل، فرآوری و انبارداری میشود.
اریکا2 و همکاران - 2006 - به بررسی خواص فیزیکی و مکانیکی دانه گلرنگ در شش سطح رطوبتی پرداختند. آنها در این گلرنگ را به دو صورت عمودی و افقی تحت بار قرار دادند و منحنی نیرو-تغییر شکل آن را برای رطوبتهای مختلف به دست آورند.
ناگاتو3 و همکاران - 1964 - گزارش کردهاند که بین سختی دانه برنج و مقدار رطوبت دانه یک رابطه خطی برقرار است - Nagato et . al., 1964 - به منظور استخراج ویژگیهای مکانیکی دانه غلات یکی ازسادهترین آزمایشها، آزمون فشاری بر روی دانه دست نخورده میباشد که میتوان با کمک یک دستگاه اندازهگیری مناسب، منحنی نیرو-تغییر شکل و منحنی تنش آسایی4 را از آن به دست آورد.
در این رابطه تحقیقات راهبردی آرنولد و روبرت - 1969 - 5 و آرنولد و محسنین - 1971 - 6 منجر به ارائه روش استانداردی شد . - Anderson, 1996 - که براساس آن میتوان برخی فاکتورهای اصلی همچون ضریب کشسانی و تنش تماسی را بطور مستقیم از بارگذاری روی دانه کامل بدست آورد. در تحقیق دیگری محسنین - 1996 - به این نتیجه رسید که خواص مکانیکی محصولات دانهای وابسته به زمان میباشند . - Mohsenin, 1996 - به طور کلی هدف از انجام این تحقیق مشخص نمودن خواص مکانیکی 9 رقم دانه ی گلرنگ و مقایسه کردن آن ها با هم می باشد.
مواد و روش ها
تعیین رطوبت محصول
میزان رطوبت اولیه هر رقم گلرنگ با استفاده از کوره آزمایشگاهی7 اندازهگیری شد. به این منظور از هر نمونه حدود 10 گرم به مدت 24 ساعت در دمای 105 درجه سانتیگراد قرار داده شد و رطوبت آن به روش وزنی تعیین گردید. میزان رطوبت نمونهها گلرنگ از رابطه 1 تعیین شد
