بخشی از مقاله
چکیده
در این تحقیق از روش غیر تخریبی فراصوت برای تعیین میزان تازگی تخم مرغ بر اساس عدد "هاو" استفاده شده است. با کمک امواج فراصوتی عبوری از تخم مرغ مهمترین شاخصهای کیفی آن مانند عدد هاو،ارتفاع سفیده ،ارتفاع حفره هوا پیش بینی گردید. این آزمون به مدت 5 هفته در فواصل 6 روزه و شرایط نگهداری5° C ، % 75 رطوبت نسبی - و - 25° C و%40 رطوبت نسبی - برای 300 عدد تخم مرغ صورت گرفت.
سیگنالهای ثبت شده در شرایط مختلف نگهداری در دو حوزه زمان و فرکانس مورد بررسی قرار گرفته و سپس با کمک تبدیل فوریه سریع و اختلاف فاز سیگنال سرعت موج عبوری در پوسته تخم مرغ بدون تخریب آن به دست آمد. آزمون آماری بیانگر فاوت معنی داری بین داده های حاصل از کیفیت سنجی تخریبی مانند عدد هاو و حفره هوا در شرایط مختلف نگهداری رطوبتی و دمایی بود.
با مقایسه چهار مقدار بیشینه سیگنالهای ثبت شده در حوزه زمان و فرکانس مشاهده گرد دی که دامنه - peak - سیگنال در شرایط نگهداری در دما یC 25° با گذشت زمان سریعتر افزایش پیدا میکند. با تغییرات مشاهده شده در دامنه سیگنالهای ثبت شده در دمای 25° C پس از 3 هفته نگهداری تخم مرغ، سرعت فراصوت در پوسته از 1570m/s در روز اول به 1514m/s و در دمای4° C این سرعت به 1540m/s میرسد.
مقدمه
در طی سال های اخیر در دنیا توجه بسیاری از پژوهشگران به تعیین کیفیت محصولات کشاورزی با روشهای غیرمخرب معطوف شده است که محور اصلی تحقیقات در مرحله پس از برداشت میوه ها و محصولات زراعی میباشد
کاربرد امواج فراصوتی ناف وری جدیدی است که در تعیین خصوصیات کیفی محصولات کشاورزی و دامی به دلیل غیرتخریبی و مقرون به صرفه، سهولت و سرعت استفاده و نهایتا ایمنی بالای آن اهمیت فوق العاده ای دارد . پیشرفتهای قابل توجه در کاربر د امواج فراصوتی در تعیین کیفیت محصولات دامی و کشاورزی نسبت به سایر روشها مانند ٌCT - اشعه X و... - وٍMRI به دلیل هزینه کمتر، خطرات کمتر، امکان حمل آسان و نیز امکان تصویربرداری به صورت زمان حقیقی َ است که در بسیاری از کاربردها کمتر میتوان روش جایگزین مناسب برا ی آن پیدا کرد .
در روش فراصوتی میزان تغییر ویژگیهای فراصوتی مانند سرعت عبور امواج، کاهش انرژی یا دامنه، میزان انعکاس امواج و غیره در گذر یا انعکاس از مواد به کیفیت و یا چگونگی مواد ارتباط داده می شود.[Mizrach et al., 2004] فراصوت در رابطه با مواد غذائی و در کنترل عملیات فرآیند مواد غذایی کاربرد زیادی پیداکرده است در این روش یک سیگنال فرا صوتی در درون ماده مورد آزمایش منتشر میشود. سپس از طریق سنجش تأثیر متقابل بین سیگنال و ماده، اطلاعاتی در مورد خواص ماده به دست میآید. هدف این تحقیق کیفیت سنجی شاخص های کیفی تخممرغ مانند عدد هاو، حفره هوا و ارتباط آن با سیگنالهای فراصوتی میباشد.
مواد و روشها
در این تحقیق برای تعیین تغییرات سرعت و میرایی امواج، دستگاه نگهدارنده سنجه های فراصوتی و تخم مرغ مطابق شکل1 طراحی و هساخت شد. برای جلوگیری از هر گونه حرکت ارتعاشی سنجه ها و تماس مستقیم با سطح پوسته تخممرغ، سنجهها بر روی صفحه ثابت و متحرک نصب گردید .
سنجههای فراصوتی - با فرکانس 150kHz، - AE-9010, NF Electronic Instruments بر روی این صفحات قراردارد. تخممرغ بین دو سنجه قرار گرفته و توسط پیچ مخصوص، تخم مرغ در طول قطرب زرگ آن ثابت نگه داشته می شود. سیگنالهای تکرار شونده فراصوتی توسط یک فرستنده گیرنده - 5055PR, Panametrics - به سنجه فراصوتی ارسال شده و توسط سنجه دیگر با کمک روش عبوری سیگنال های فراصوتی توسط یک نمایشگر ُ - Lecroy Wavesurfer 24Xs - 200MHz نمایش و برای هر تخم مرغ در لحظه ذخیره می گردد.
شکل -1شماتیک دستگاه نگهدارنده سنجه های فراصوتی و تخم مرغ برای آزمون غیرتخریبی فراصوت ساخته شده
برای انجام تحقیق حاضر تعداد 300 عدد تخممرغ در اندازه متوسط در روز اول تخم گذاری از مزرعه مرغ تخمگذار نژاد Boris Brown واقع در نز دیکی شهر کیوتو کشور ژاپن در سن 33 هفتگی انتخاب شدند . کلیه تخممرغها پس از انتقال به آزمایشگاه ابتدا شماره گذاری، سپس توسط ترازوی الکترونیکی با دقت 0/1 میلیگرم توزین شدند.
سرانجام کلیه تخممرغها به دو بخش تقسیم شده، نیمی از آن درمحیط آزمایشگاه در دمای 22 تا 25 درجه سلسیوس و رطوبت %40 و نیم دیگر در یخچال در دمای 4 تا 5 درجه سلسیوس و رطوبت %75 نگهداری شدند. شروع آزمایش در روز اول تخم گذاری و پس از انتقال تخم مرغ به محیط آزمایشگاه صورت گرفت . در هر نوبت 25 عدد تخم مرغ از محیط آزمایشگاه و 25 عدد تخم مرغ از درو ن یخچال مورد آزمایش قرار گرفتند. ابتدا آزمایش غیرتخریبی ثبت سیگنال های فراصوتی از هر تخم مرغ و سپس آزمایش های تخریبی صورت گرفت.
در آزمون تخریبی واحد هاو و حفره هوا تخم مرغ مورد بررسی قرار گرفت . برای این منظور ابتدا تخم مرغ توزین سپس آن را بر سطح شیشه ای شکسته و سپس با کمک ریز سنج ارتفاع حفره هوا از فاصله کف پوسته تخم مرغ تا غشاء اتاقک هوایی و همچنین برای تعیین ارتفاع سفیده غلیظ هم به فاصله یک میلی متر از زرده در 3 یا 4 نقطه توسط ریزسنج اندازه گیری و میانگین آنها محاسبه گردید . واحد هاو یکی از شاخص های کیفی مهم برای تعیین کیفیت و تازگی تخم مرغ می باشد که به وزن تخم مرغ و ارتفاع سفیده غلیظ بستگی دارد . هر چه عدد هاو بالاتر باشد بیانگر کیفیت بهتر تخممرغ از لحاظ تازگی و مشتری پسندی میباشد. با گذشت زمان واحد هاو کاهش می-یابد. کلیه اندازهگیریها در دمای اتاق 23 تا 25 درجه سلسیوس صورت گرفت . برای به دست آوردن عدد هاو از رابطه زیر استفاده میشود :
که در آن :
=HU واحد هاو - عدد هاو - ، = H ارتفاع سفیده غلیظ بر حسب میلیمتر ،= G عدد ثابت مساوی با 32/2 = W جرم تخم مرغ بر حسب گرم
در آزمون غیر تخریبی برای محاسبه سرعت فازی فرض بر این است که ضخامت پوسته برای تمام محاسبات تقریبا ثابت است . در این حالت تمامی سیگنال های فراصوتی ثبت شده از تخم مرغها در طول آزمون با سیگنال فراصوتی حاصل از آب درون یک پوسته تخم مرغ به عنوان مبنا مقایسه گردیده - شکل - 2و از اختلاف فاز سیگنالها و رابطه زیر سرعت فازی به دست میآید.
شکل:2 تفاوت سیگنال عبوری در تخم مرغ واقعی و پوسته تخم مرغ پر از آب
