بخشی از مقاله
مقدمه
در طول چند دهه گذشته روش هاي زیادي براي ارزیابی و درجه بندي محصولات کشاورزي توسط محققین مختلف انجام یافته است. این روش ها مبتنی بر یافتن ویژگی هاي متفاوت فیزیکی که در رابطه با شاخص هاي رسیدگی محصولات هستند، می باشند. روش هاي مورد استفاده براي بدست آوردن کیفیت میوه، توسط تست هاي غیرمخرب جایگاه ویژه اي پیدا کرده اند. این مقاله مروري بر روش هاي بدست آوردن کیفیت و سفتی میوه می باشد که در آن از واکنش میوه نسبت به نیرو وارده بهره گرفته شده است.
این روش ها عبارتند از عکسالعمل میوه نسبت به نیرو شامل: روش انگشت مکانیکی، روش تست اینسترون، روش SIQ-FT، روش Laser air-puff، آشکار سازي بوسیله نیروي تکانه؛ استفاده از تکانه صوتی یا مکانیکی که شامل روش هاي: PFS، میکروفن، استفاده از لایه نرم پیزوالکتریک؛ استفاده از ارتعاشات التراسونیک. با بررسی روش هاي انجام شده براي بدست آوردن کیفیت محصول، کاربردي بودن، دقت و پیچیدگی روش هاي مورد استفاده مشخص گردید.
-1 واکنش میوه به نیروي وارده - Fruit Response to Force -
o روش انگشت مکانیکی
ارزیابی کیفیت میوهها براساس واکنش آنها به نیروي وارده، داراي روشهاي متفاوتی است. یکی از آنها روشی است که - 1992 - Mizrach آن را پیشنهاد کردند و به نام اختصاصی انگشت مکانیکی - - Mechanical Thumb معروف است - شکل . - 1 آنها از یک پین مکانیکی با قطر سه میلیمتر، براي اندازه گیري سفتی پرتقال و گوجه فرنگی استفاده کردند. هرچه میوه سفتی و استحکام بیشتري داشته باشد مقدار جابجایی، و همچنین مقدار ولتاژي که از نیروسنج - - strain gauge خارج می شود نیز به همان مقدار فنر بیشتر بود.
در این دستگاه از دو روش ایستایی و روش تغییر شکل مداوم بار روي میوه براي ارزیابی کیفیت استفاده شد. در هر دو روش میوه باید در مقابل سطحی که پین از آن بیرون آمده است نگاه داشته شود تا اثر وزن را از نیروي فشار وارد بر حسگر حذف شود. با تحلیل ولتاژ خروجی استحکام و سفتی میوه مورد بررسی قرار گرفت. میزراخ و همکاران با این روش توانستند %100 گوجه هاي رسیده را از گوجه هاي نرسیده جدا کنند و با دقت %52 توانستند گوجههاي رسیده را از گوجههاي نیمه رسیده جدا نمایند.
o روش - Sinclair IQTM-Firmness Tester - SIQ-FT
روش دیگري که در این دستهبندي قرار میگیرند، دستگاه SIQ-FT است، که با وارد کردن فشار غیرمخرب و تعریف شده توسط یک سیلندر با انتهاي نیمکره که توسط یک فنر بر سطح میوه اعمال میشود کار خود را جهت تعیین کیفیت میوه انجام میدهد. در این دستگاه از روش مخصوصی براي داده برداري و پردازش سیگنال هاي گرفته شده استفاده می شود تا بتواند مقدار شاخص کیفیت داخلی میوه، یا به اختصار "IQ" میوه مورد آزمایش را اندازهگیري نماید.
o استفاده از دستگاه اینسترون
روش دیگر بر اساس اعمال نیرو و بررسی تغییر شکل میوه - غیر مخرب - است که توسط Flitzanov و همکاران ارائه شد. در این روش از یک دستگاه تست اینسترون استفاده شد و با اعمال فشار بر میوه تا زمانی مشخص، مقدار نیرویی را که دستگاه نشان میدهد و رابطه این نیرو با کیفیت میوه مورد بررسی قرار گرفت. در شکل 3 رابطه بین شاخص رسیدگی و مدول یانگ میوه در روزهاي متوالی را برحسب MPa نشان میدهد. این نمودار نشان میدهد که با کاهش پیدا کردن شاخص سفتی میوه در روزهاي متوالی پس از برداشت مدول یانگ هم کاهش پیدا می کند.
o روش دمش لیزري - laser air -puff -
روش »دمش لیزري - Laser air–puff - « که توسط Hung and Prussia در سال 1995 ارائه شده و در شکل 4 مشاهده میشود از روش هاي اندازه گیري رسیدگی میوه میباشد که با وارد کردن هواي فشرده بر سطح میوه و اندازه گیري میزان این جابجایی سفتی میوه را ارزیابی می نماید. سفتی میوه توسط معادله 2 اندازه گیري می شود. سفتی میوه در اینجا تحت عنوان EPuff تعریف شده - مدول الاستیسیته توسط روش دمش لیزري - است، و با اندازه گیري اوج تغییر شکل - - D، و با استفاده از نظریه حداکثر بارگذاري Boussinesq استحکام میوه اندازهگیري میشود .
- Mohsenin, 1986 - اندازهگیري استحکام میوه در چندین مرحله انجام میگیرد، ابتدا باید محصول روي نگهدارنده و زیر نازل قرار گیرد، سپس نازل در فاصله 2 سانتی متري از محصول قرار داده شود، سپس با تنظیم رگولاتور فشار، فشار را به اندازه مورد نظر می رسانیم. مقدار تغییر شکل ناشی از هواي فشرده با استفاده از سنسور لیزر جابجایی اندازه گیري و ثبت میشود با اسیلوسکوپ هاي دیجیتالی به نمایش داده می شود و از این طریق سفتی میوه مورد ارزیابی قرار میگیرد. - 2که حداکثر فشار فشار واردي روي میوه می باشد، مدول الاستیسیته میوه مورد آزمایش می باشد، شعاع سطح تحت فشار بر میوه میباشد و D هم میزان جابجایی صورت گرفته میوه تحت فشار میباشد.
