بخشی از مقاله
چکیده
حجم انبوهی از محصولاتکشاورزی در کشور، که نیروی انسانی و منابع مالی گزافی برای تولید آن هزینه شده، به ضایعات تبدیل میشود. بدینترتیب علاوهبر هدر رفت مقادیر زیادی از سرمایه ملی، امنیتغذایی نیز به خطر میافتد. از علل عمده ضایعات در بخش کشاورزی، صدمات مکانیکی وارده به محصولات در مرحله برداشت و فرآیندهای پس از آن میباشد. لذا شناسایی بهموقع آن جهت مدیریت صحیح ضایعات الزامی است.
طیفسنجی مادون قرمز نزدیک روشی نوین برای شناسایی سریع آسیبها در محصولات-کشاورزی به شیوهای غیرمخرب است که امکان کاهش ضررهای اقتصادی و زیست محیطی و ارائه محصولات باکیفیتتر به مصرفکننده را فراهم میآورد.
.1 مقدمه
شکل ظاهری از جنبههای اصلی کیفیت است که هر مصرف کننده در هنگام خرید محصولات غذایی با آن مواجه است .[13] کیفیت داخلی محصول نیز در زمان مصرف آن مهم است. جدای از سایر ویژگیها، عدم وجود صدمه یکی از نشانههای مهم کیفیت یک محصول کشاورزی است.
آسیبهای مکانیکی در اثر ضربه و فشار اعمال شده در طی برداشت، حمل و نقل، و سایر فرآیندها اتفاق میافتد. این صدمات میتواند در لحظهای که محصول تحت ضربه یا فشار قرار میگیرد، یا بعد از آن، در طول ذخیرهسازی به وجود بیاید.
صدمات وارده تأثیر مستقیمی بر کاهش کیفیت و قیمت فروش محصول دارد. کیفیت ظاهری دارای بالاترین اهمیت در بازاریابی میوهها میباشد. ظاهر، اندازه، شکل، رنگ و وجود لکه، انتخاب مصرف کننده را تحت تاثیر قرار میدهد. مصرف کننده ویژگیهای کیفی مطلوب را با شکل ظاهری خاص مرتبط میداند .[6] بهبود کیفیت محصول غذایی باعث دستیابی به سود بیشتر و بازارهای فروش جدید خواهد شد.
صدمات مکانیکی در محصولات کشاورزی ناشی از نیروهای خارجی در شرایط استاتیک و یا پویا و نیروهای داخلی میباشد. خسارات ناشی از نیروهای داخلی میتواند ناشی از تغییرات فیزیکی، مانند تغییر درجه حرارت و رطوبت و یا تغییرات شیمیایی و بیولوژیکی باشد. خسارات مکانیکی ناشی از نیروهای خارجی نیز به سبب آسیبهای مکانیکی در میوهها و سبزیجات، حبوبات، و غیره اتفاق میافتد.
آسیبهای وارده به محصولات کشاورزی به صورت صدمات مکانیکی پس از برداشت - کبودی، بریدگی و سوراخ - ، صدمات مکانیکی پیش از برداشت - ضایعات ناشی از سائیدگی و یا حمله آفات - ، اختلالات فیزیولوژیکی - میوههای بدشکل، توسعه شکاف و یا ترک خوردگی - ، بیماریهای پیش از برداشت - زنگ - و بیماریهای پس از برداشت - فساد، از جمله پوسیدگی قهوهای - طبقهبندی میشوند
یکی از اهداف اصلی جهت کاهش ضایعات پی بردن به نحوه رفتار محصولات کشاورزی تحت تاثیر تنشها میباشد. پیش بینی میزان در معرض آسیب بودن، مدیریت فرآیندهای پیش از برداشت و پس از آن را بهبود میبخشد. با این حال، رفتار میوهها و سبزیجات به سادگی قابل پیش بینی نمیباشد زیرا آنها مواد ایدهآلی نیستند.
مقایسه خصوصیات محصولات کشاورزی با جامدات و مایعات ایدهآل نشان داده که ماده جامد ایدهآل به نیروی اعمال شده با تغییر شکل محدود پاسخ میدهد و پس از حذف نیرو به شکل اولیه خود باز میگردد - رفتار الاستیک - .[9] در مقابل، یک مایع ایدهآل همچنان تا زمانی که نیرو اعمال میشود به تغییر شکل خود ادامه میدهد و در صورت برداشته شدن نیرو به شکل اولیه خود باز نمیگردد. این نوع رفتار، ویسکوز نامیده میشود.
از نظر انرژی، رفتار الاستیک نشان دهنده بازیافت کامل انرژی مصرفی در طول تغییر شکل است، در حالی که جریان ویسکوز نشان دهنده از دست دادن کامل انرژی و تبدیل تمامی آن به گرما در طول تغییر شکل میباشد. رفتار ویسکوز ایدهآل و الاستیک ایدهآل هر دو پاسخ افراطی مواد به تنشهای خارجی موجود است. با این حال، مواد واقعی طیف وسیعی از پاسخ را بین ویسکوز و الاستیک نشان میدهند. بسیاری از مواد رفتار ویسکوز و الاستیک را به طور همزمان نشان میدهند که ویسکوالاستیک نامیده میشوند. تقریبا تمام مواد غذایی، هم مایع و جامد، به این گروه متعلق هستند.
در رابطه با این ویژگیها، اثر برخورد اجسام به چهار مرحله تقسیم شده است :
-1 تغییر شکل الاستیک اولیه، که در طی آن منطقه تماس تغییر شکل الاستیکی یافته و به طور کامل بدون باقی ماندن تغییر شکل بهبود مییابد. زمان برخورد، فشار متوسط و تغییر شکل این مرحله را میتوان با استفاده از معادلات بر اساس تئوری هرتز بهدست آورد.
-2 شروع تغییر شکل پلاستیک که در طی آن فشار متوسط بیش از فشار عملکرد پویای مواد بوده و تغییر شکل حاصل به طور کامل قابل بازگشت نمیباشد. این وضعیت در انرژیهای برخورد بسیار کوچکی رخ میدهد. این واقعیت که تورفتگیهای تولید شده توسط یک گوه کروی تا حدی الاستیک است، در این مرحله با استفاده از تکرار اعمال نیروی اصلی و با توجه به بهبود تورفتگی، که اساسا در قطر و در شعاع انحنا بدون تغییر باقی مانده است به اثبات میرسد.
-3 تغییر شکل پلاستیک کامل، که در طی آن تغییر شکل از الاستیک-پلاستیک به پلاستیکی تا فشار کمتر از فشار عملکرد پویا به طور کامل ادامه مییابد.
-4 بازگشت الاستیک که طی آن آزادسازی تنش الاستیک ذخیره شده صورت میگیرد.
شکل 1 منحنی مشخصه برخورد ضربه را که مراحل آن قبلا توضیح دیده داده شده نشان میدهد.
.2 تکنیکهای اندازهگیری صدمات
اساس ارزیابی کیفیت اغلب از روی ویژگیهایی از قبیل شکل ظاهری، بو، بافت، عطر و طعم، توسط بازرسان بررسی میشود. اما ادراک و آگاهی انسانی میتواند به راحتی دچار اشتباه شود. بهعلاوه هزینه نیروی کار بالا و تناقض و تنوع در ارتباط با بازرسان، نیاز به سیستمهای اندازهگیری نوین را نمایان میسازد. به تازگی، امکان استفاده از سیستم بازرسی اتوماتیک، بر اساس تکنولوژی دوربین-کامپیوتر برای تجزیه و تحلیل حسی محصولات کشاورزی و مواد غذایی توسعه یافته است
خسارات مکانیکی یک هزینه بزرگ اقتصادی برای تولیدکنندگان و فروشندگان محسوب میشود، لذا جهت شناسایی بهموقع و سریع آن مدیریت صحیح محصولات الزامی است. بنابراین، پیشبینی اولیه خسارت یکی از اهداف اصلی در این رابطه میباشد.
.3 مدلهای پیشبینی صدمات
ویژگیهای خاص محصولات کشاورزی به دست آوردن مدل پیش بینی خسارت برای آنها را دشوار ساخته است. با این وجود، شناخت خواص یک محصول، پیش بینی رفتار آن را در اثر برخورد ضربه و یا اعمال نیرو، که هر دو از علل آسیبهای مکانیکی هستند، آسانتر میسازد.
