بخشی از مقاله
چکیده
در محصولات دانه ای، تعیین خصوصیات دانه به ویژه در مورد گندم اهمیت بسیاری برخورداراست که در تعیین کیفیت محصول نهایی تاثیر گذار می باشد . برای این منظور لازم است که روش های تشخیص ویژگی های تک دانه جای گزین روش های بررسی توده گرد.هدف از انجام این تحقیق تعیین پارامترهای آزمون فشاری و ضربه در ده رقم گندم بود. ارفام خالص گندم از آزمایشگاه غلات بخش زراعت و اصلاح نباتات دانشگاه شیراز تهیه شد. خواص مکانیکی - مقاومت به ضربه و مقاومت به فشار - توسط دستگاه آزمایش ضربه آونگی ویژه غلات و دستگاه اینستران مدل santam STM-20 تعیین گردیدند.
نتایج تجزیه واریانس نشان داد که تیمار رقم، اثر معنی داری در سطح احتمال %1بر پارامترهای آزمون فشاری و ضربه دارد.نتایج مقایسه میانگین نشان داد که بیش ترین و کم ترین مقاومت به ضربه و مقاومت به فشار، به ترتیب مربوط به ارقام کراس عدل و بهار می باشد. روابط مناسبی بین چقرمگی شکست دانه و انرژی ویژه شکست - r=0/96 - ، چقرمگی شکست و انرژی شکست - - r=0/86، انرزی ویژه شکست و انرژی شکست - - r=0/85چقرمگی و ضریب کشسانی - r=0/90 - ، بار بیشینه و چقرمگی - r=0/92 - ،ضریب کشسانی و بار بیشینه - r=0/96 - تعیین شد.
مقدمه
مقاومت به شکست عبارت است از توانایی تحمل تنشهای فیزیکی و مکانیکی ناشی از عملیات برداشت و حمل و نقل در کل، روشهای ارزیابی قابلیت شکست دانهها را میتوان به دو دسته روشهای چشمی و روشهای ابزاری طبقه بندی کرد. روش چشمی شامل ارزیابی ترکهای داخل دانهها به کمک روشهایی از قبیل پردازش تصویر میباشد
در روشهای ابزاری، قابلیت آسیاب در دانهها با قرار دادن آنها در معرض بارهای ضربهای و یا ساینده و به کمک وسایلی تعیین میشود که میتوانند آسیب وارده به دانه طی عملیات پس از برداشت و حمل ونقل را تحلیل و پردازش کنند. در این روشها از آزمونهای مکانیکی کمک گرفته میشود.
یکی از روشهای ارزیابی قابلیت شکست در دانهها، استفاده از دستگاه تجاری SBT است که به عنوان وسیله استاندارد برای اندازهگیری قابلیت شکست دانه در ذرت پذیرفته شده است
دستگاه SBT شامل یک پره دو لبه است که با سرعت 1725 دور بر دقیقه در داخل یک محفظه به ابعاد 92×90 میلیمتر میچرخد. نمونهها پس از عبور از الکهایی خاص، وارد محفظهای شده و طی مدت زمانهای تنظیم شدهای تحت ضربه قرار میگیرند. سپس دوباره الک شده و میزان مواد روی الک وزن میشود. آنگاه قابلیت شکست از این رابطه بهدست میآید
وزن مواد روی الک−وزن نمونه ها قبل از اعمال ضربه - = قابلیت شکست وزن نمونه ها قبل از اعمال ضربه
تأثیر پارامترهای ضربه را بر آسیب فیزیکی وارده به دانههای ذرت را مطالعه کردند. آنها گزارش کردند که در استفاده از دستگاه SBT،انرژی جذب شده در واحد سطح، مهمترین پارامتر مرتبط با میزان شکست میباشد
محصولات کشاورزی در مراحل برداشت، حمل و نقل، نگهداری و فرآوری تحت نیروهای استاتیک و دینامیک قرار می گیرد. در بسیاری از موارد این نیروها می توانند موجب آسیب دیدگی مکانیکی محصول گردند. این آسیب دیدگی هرچند کوچک - ایجاد ترک و شکاف در داخل یا سطح محصول - میتواند شرایط را برای فاسد شدن محصول فراهم کند و یا آن را آماده تخریب کامل - جداشدن بخشی از محصول از آن - نماید.در بسیاری از موارد، آسیب دیدگی به واسطه اعمال نیروهای شبه - استاتیک - بارگذاری با سرعت کم - رخ میدهد. یکی از راه های اصولی برای جلوگیری از بروز صدمات در چنین حالتی، شناخت خصوصیات مقاومتی محصول تحت شرایط مختلف است. از این گذشته در بسیاری از موارد، رفتار مکانیکی نشان دهنده خصوصیات کیفی بافت محصول است لذا میتواند در مقایسه ارقام نیز مورداستفاده قرارگیرد
مواد و روش ها در این پژوهش 10 رقم گندم خالص، شامل آذر2، الموت، بم، بهار، چمران، شیراز، فلات، کراس عدل، مرودشت و نیک نژاد،که به طور معمول برای تهیهی آرد نانوایی مورد استفاده قرار میگیرند از بخش زراعت دانشکده کشاورزی دانشگاه شیراز به میزان 250 گرم از هر رقم تهیه شد. میزان رطوبت اولیه هر رقم گندم با استفاده از کوره آزمایشگاهی اندازه گیری شد.
خواص مکانیکی ارقام گندم که در این پژوهش مورد بررسی قرار گرفت شامل مقاومت به ضربه و تعیین روابط نیرو به تغییر شکل بود.
از آنجایی که تعیین استحکام غلات و دانه ها در زمانی که آنها در جابجایی مکانیکی و فرآوری و سایر شرایط بارگذاری دینامیکی مانند خرمن کوبی و آسیاب کردن تحت ضربه قرار میگیرند، مورد نظر است، تعیین سختی دینامیکی در اثر آزمایش ضربه نیز در این پژوهش مورد بررسی قرار گرفت. برای بدست آوردن میزان مقاومت به ضربه دانه گندم از دستگاه اندازهگیری مقاومت به ضربه غلات که در بخش مکانیک ماشین های کشاورزی ساخته شده است استفاده شد
برای ارزیابی مقاومت دانههای گندم که توسط دستگاه آزمون ضربه آونگی تحت ضربه قرار گرفتند از تک دانه استفاده شد و سپس مقدار انرژی جذب شده برای هر دانه محاسبه گردید و در نهایت شاخص مقاومت به ضربه دانه محاسبه شد.
برای انجام آزمایش ضربه، ابتدا آونگ به اندازه معینی بالا برده میشد و سپس در ارتفاع h1 توسط نگهدارنده مغناطیسی ثابت میگردید، سپس آونگ رها میشد و پس از شکست نمونه در طرف مخالف در ارتفاع h2 قرار میگرفت. بیشترین مقدار صعود آونگ نسبت به خط عمودی مبنا، با استفاده از کد کننده نوری و مدار الکترونیکی ثبت میگردید تا مقدار انرژی صرف شده برای شکست دانه بارابطه - 1 - محاسبه گردد.
که در این روابط زاویه اولیه آونگ - زاویه سقوط - در ابتدای حرکت با محور قائم بر حسب درجه و زاویه آونگ با محور قائم بعد از شکستن نمونه بر حسب درجه میباشد. همچنین h1 ارتفاع اولیه و h2 ارتفاع نهایی آونگ در راستای محور عمودی بر حسب میلیمتر می-باشد و rg طول مرکز ثقل آونگ بر حسب - mm - است.
چون اندازهگیری زوایای و سادهتر از اندازهگیری ارتفاعهای h1 و h2 است، به کمک روابط مثلثاتی میتوان فرمول فوق را به صورت زیر نوشت.
Epانرژی مصرف شده برای شکستن نمونه بر حسب - mJ - ، P جرم آونگ بر حسب - J - و $ سطح مقطع شکستگی نمونه بر حسب - mm2 - میباشند که مقدار $ از رابطه 3-13 تعیین شد
