بخشی از مقاله
چکیده
سطح مقطع تصویر شده به عنوان یک پارامتر از خواص فیزیکی براي هر محصول کشاورزي قابل اندازه گیري است. از جمله استفاده هاي سطح مقطع تصویر شده براي اندازه گیري ضریب پسا و از عوامل تاثیر گذار بر روي سرعت حد نیز می باشد. در این تحقیق خواص فیزیکی لوبیا قرمز از جمله ابعاد لوبیا، وزن، حجم، ضریب اصطکاك، سطح مقطع تصویر شده و سرعت حد اندازه گیري شد. سطح مقطع تصویر شده یکبار با استفاده از رابطه بیضی و یکبار با استفاده از نرم افزار پردازش تصویر متلب اندازه گیري شد. آزمایشات در آزمایشگاه خواص دانشگاه صنعتی اصفهان انجام گردید. در استفاده از نرم افزار متلب هر نمونه با ثابت نگه داشتن بزرگنمایی دوربین از ارتفاع مشخص 85 میلی متر عکس برداري شد. تصاویر در نرم افزار متلب به تصاویر سیاه و سفید تبدیل گردید و تعداد پیکسل هاي سفید به عنوان مساحت گزارش شد. براي تبدیل تعداد پیکسل ها به مساحت بر حسب سانتی متر مربع از تعداد پیکسلهاي تصویر یک دایره با قطر 12 سانتی متر که از ارتفاع ذکر شده و با همان تنظیم دوربین گرفته شده به عنوان مرجع استفاده شد. دادهها بدست آمده توسط دو روش، طبق آزمون t جفت نشده با هم مقایسه گردیدند که اختلاف معنی داري در سطح 5 درصد نداشتند.کلمات کلیدي: پردازش تصویر، پیکسل، سرعت حد، نرم افزار متلب.
مقدمه
لوبیا نام نوعی گیاه و میوه خوراکی آن است که بیش از چهار سده است که در سراسر جهان مصرف می شود و پیش از آن براي دنیاي متمدن ناشناخته بود. درسال 1533 میلادي لوبیا به نام مکزیکی اولیه اش »ایاکوك« از آمریکا به اروپا آورده شد و از آنجا به سایر نقاط جهان راه یافت واکنون همه ساله میلیونها تن به مصرف میرسد و یکی از موادغذایی نسبتاً ارزان و فراوان است .[wikipedia ,2012] لوبیا گیاهی یکساله و علفی است که داراي ساقه بندبند میباشد که خودگشن بوده و گونههاي مختلف آن از نظر شکل بوته، طول و غلاف و تعداد دانه در غلاف و اندازه دانه با هم متفاوت میباشند. لوبیا با نام انگلیسی common bean از راسته Rosales خانواده leguminosae و زیر خانواده Papilionidae و زیر شاخه Phaseoliae میباشد .[wikipedia ,2012] در ایران، لوبیا قرمز به طور گسترده سالهاست که کشت میشود. در حال حاضر سطح زیر کشت آن 116*103 هکتار با تولید 1610 کیلوگرم در هر هکتار میباشد.[FAO, 2006 ] لوبیا قرمز جایگزین خوبی بجاي پروتیین گران حیوانی میباشد. عمر بالا، حمل و نقل آسان و بهاي ارزان فاکتورهاي جایگزین کردن آن براي کشاورزان محسوب میشود .[Kiani Deh Kiani et al., 2008]
خواص فیزیکی محصولات غذایی از جمله غلات در طراحی و بهبود فرآیند برداشت به وسیله ماشین نفش مهمی را دارند. ابعاد بذر در طراحی قسمت هاي تمیزکننده، جدا کننده و اندازه گیر ماشین بسیار مهم میباشد. وزن مخصوص ظاهري و تخلخل فاکتور مورد توجه در طراحی خشک کن ها و هوادهی در سامانه هاي ذخیره سازي میباشند که در مقاومت به جریان هوا مؤثر می باشند .[Amin et al., 2004]آگاهی از ضریب اصطکاك، بحرانی در طراحی تجهیزات انتقال جرم و ساختار ذخیره سازي میباشد. ضریب اصطکاك بین دانه و دیواره، مهمترین پارامتر در پیش بینی فشار دانه به دیوار میباشد [Ghasemi Varnamkhasti et al., 2008].لوبیا قرمز یکی از انواع لوبیا و از گیاهان دولپهاي میباشد که در این تحقیق خواص فیزیکی آن بررسی و اندازه گیري شد. هدف از تحقیق حاضر بدست آوردن سطح تصویر شده دانه لوبیا قرمز در دو نماي بزرگ و کوچک آن بوسیله دو روش مجزا و نتیجه گیري از مقایسه دو روش بود.
مواد و روش ها
لوبیاهاي مورد استفاده از مرکز تحقیقات لوبیاي خمین تهیه شد. رطوبت اولیه نمونهها 7.36 درصد برمبناي وزن خشک بر اساس استاندارد ASAE S352.2 DEC97 تعیین گردید .[ASAE, 1997] یک نمونه 50 تایی از لوبیاها انتخاب شد که داراي انواع متنوعی از لوبیاها از نظر ابعاد و وزن بودند. ابعاد سه گانه هر دانه اندازه گیري و بر اساس بعد بزرگ به سه گروه بزرگ و متوسط و کوچک دسته بندي شدند. خواص فیزیکی براي هر گروه به صورت جداگانه اندازه گیري شد. براي اندازه گیري وزن از ترازوي دیجیتالی با دقت هزارم اعشار، ابعاد از کولیس دیجیتال و براي حجم از روش پیکنومتر استفاده شد. براي اندازه گیري حجم هر دانه ، ابتدا پیکنومتر خالی وزن شد - - p، سپس دانه را داخل پیکنومتر انداخته دوباره وزن کرده - - sp، دانه را خارج کرده سپس پیکنومتر از الکل اتانول پر گشت.
وزن پیکنومتر با الکل اتانول را اندازه گیري کرده - - pf ، دانه را مجددا داخل پیکنومتر انداخته و وزن دانه و سیال و پیکنومتر با هم اندازه گرفته شد - . - spf سپس از فرمول زیر حجم دانه مورد نظر را بدست آورده شد با داشتن وزن هر دانه - - Ms و بدست آوردن حجم - - Vs از رابطه - - 1، چگالی ظاهري را از را رابطه زیر بدست آورده شد. چگالی توده اي - b - را با اندازه گیري وزن لوبیا هاي ریخته شده درون ظرفی به حجم 300 میلی لیتر اندازه-گیري شد. براي این کار وزن ظرف خالی را اندازه گرفته - - Wb و سپس لوبیا ها را از فاصله معین درون ظرف ریخته و وزن ظرف پر از لوبیا اندازه گیري شد . - Wbs - با داشتن حجم ظرف مورد نظر و با استفاده از رابطه زیر چگالی توده اي بدست آورده شد .
به عنوان ضریب اصطکاك خارجی استفاده گردید. سه سطح تماس مختلف لاستیک ، چوب و پلکسی گلاس براي اندازه گیري ضریب اصطکاك خارجی استفاده شد. براي بدست آوردن زاویه پایداري از یک ظرف فلکسی گلاس شفاف به صورت مکعب مستطیل با ابعاد 42×42 سانتی متر مربع استفاده شد. براي زاویه پر شدگی هم از ظرف مشابهی استفاده شد که در بالاي آن محلی براي ریزش مواد بود. مواد درون ظرف شفاف به صورت توده شد، ارتفاع و طول مقطع توده لوبیا اندازه گیري گردید و زاویه مورد نظر محاسبه شد.سطح تصویر شده لوبیا در دو سطح بزرگ و کوچک با استفاده از نرم افزار مطلب با کمک پردازش تصاویر محاسبه شد.
تمامی نمونه ها بر روي یک سطح سفید قرار گرفته شده و از ارتفاع مشخص85 میلی متر براي لنز دوربین، عکس برداري انجام شد. تصاویر در نرم افزار متلب به تصاویر سیاه و سفید تبدیل شد - شکل - 1 و طبق دستورات این نرم فزار تعداد پیکسل هاي سفید به عنوان سطح مورد مشخص گزارش شد . براي تبدیل تعداد پیکسل ها به مساحت بر حسب سانتی متر مربع از تعداد پیکسل هاي تصویر یک دایره با قطر 12سانتی متري که از ارتفاع ذکر شده و با همان دوربین گرفته شده به عنوان مرجع استفاده شد.همچنین براي بدست آوردن سطح تصویر شده هر دانه از فرمول زیر - مساحت بیضی - استفاده و سطح تصویر شده بزرگ و کوچک محاسبه شد.
a و b دو بعد هر دانه در سطح تصویر شده معین میباشند.براي اندازه گیري سرعت حداز تونل بادي با طول 95سانتی متر و قطر 15سانتی متر استفاده شد - شکل. - 2 براي بدست آوردن سرعت حد اول از روي جدول کالیبراسیون دستگاه، اختلاف فشار را به دبی - - Q بر حسب lit/s و سپس با داشتن مساحت - - A سطح مقطع عبور هوا از رابطه زیر سرعت - - V را بر حسب m/s بدست آورده شد.سرعت حد یکبار هر دانه را به صورت جداگانه و یکبار به صورت گروهی، بر اساس تقسیم بندي بر اساس اندازه آنها، به درون دستگاه انداخته شد. آزمایش را در سه تکرار براي هر دانه و هر گروه انجام داده شد. باچگالی هوا استاندارد f=1.2 kg/m3 ، سطح تصویر شده متوسط، سرعت حد براي هر دانه و خواص هر دانه ضریب پسا براي هر دانه از رایطه - 6 - بدست میآید.
