فهرست مطالب

مهندسی بیوسیستم ایران - سال چهل و دوم شماره 2 (پاییز و زمستان 1390)

نشریه مهندسی بیوسیستم ایران
سال چهل و دوم شماره 2 (پاییز و زمستان 1390)

  • تاریخ انتشار: 1392/02/19
  • تعداد عناوین: 12
|
  • اعظم زارع میرک آباد، احمد غضنفری مقدم صفحه 133
    استفاده از الیاف گیاهی در تولید محصولات مختلف توجه محققان زیادی را به خود جلب کرده است. الیاف گیاهی نسبت به الیاف صنعتی ارزان بوده، بهتر در طبیعت تجزیه شده و آلایندگی کمتری در محیط زیست ایجاد می کنند. الیاف خرما یکی از الیاف های گیاهی بوده و از کاربردهای عمده سنتی آن تهیه طناب می باشد. طناب ها اصولا تحت تاثیر تنش های کششی قرار می گیرند. از طرفی سطح طناب های تهیه شده از الیاف گیاهی زبر بوده و در نتیجه کار کردن با آن ها مشکل است. با کاستن لیگنین و پوشاندن سطح الیاف با مواد پلیمری می توان اصطکاک این الیاف را کاهش داد. در این پژوهش ابتدا از الیاف خام و رزین شده خرما طناب تهیه شده و سپس خصوصیات مکانیکی آن ها را شامل استحکام کششی، مدول الاستیسیته و کرنش اندازه گیری شدند. توزیع تنش و کرنش در این الیاف با استفاده از معادلات مکانیک جامدات در نرم افزار ANSYS مدلسازی شد. در آزمایش کشش، حداکثر نیرویی که طناب تهیه شده از 10 لیف خام تحمل نمود 172 نیوتن بود که با افزودن رزین به 400 نیوتن افزایش پیدا کرد. مدول الاستیک برای این طناب ها به ترتیب 600 و 250 مگاپاسکال بود که نشان داد با افزودن رزین الیاف حالت ارتجاعی بیشتری پیدا می کنند. تنش و کرنش های به دست آمده توسط نرم افزار برای طناب های مختلف با نتایج آزمون کشش مطابقت داشتند. در بررسی توزیع تنش و کرنش توسط مدل نشان داده شد که نقطه گسیختگی طناب ها در نقطه ای نزدیک فک ثابت با فاصله ای حدود 30% طول طناب رخ می دهد و آزمایش های عملی با دستگاه کشش نیز این نتیجه را تایید کرد.
    کلیدواژگان: اجزاء محدود، _ مدل سازی، خصوصیات مکانیکی، الیاف خرما، طناب
  • میثم ستاری نجف آبادی، سعید مینایی، هومن شریف نسب، حامد افشاری، فرزانه ستاری نجف آبادی صفحه 141
    یکی از گزینه های مناسب جهت ساخت بسته بندی های عبور ناپذیر، استفاده از نانو ذرات رس و نقره می باشد. این مواد ضمن ایجاد عبورناپذیری نسبی مطلوب و فرآیند پذیری، سایر ویژگی ها را بهبود بخشیده و با حفظ رطوبت نان بسته بندی شده و جلوگیری از خروج بخار آب، باعث کاهش میزان بیات شدن نان می شود. در این تحقیق، اثر هفت نوع فیلم نانویی با درصدهای متفاوت نقره و رس، بر عبور پذیری بخار آب مورد بررسی قرار گرفت. سپس میزان عبورپذیری با تعیین درصد رطوبت نان بسته بندی شده بررسی شد. در پایان کلیه داده ها با استفاده از نرم افزار SPSS (آزمون دانکن)، مورد تجزیه و تحلیل و مقایسه با نمونه شاهد (بدون ذرات نانو) قرار گرفت. نتایج حاکی از آن بود که با کاهش 1‎/3تا9‎/4 برابری میزان عبورپذیری بخار آب از فیلم های نانویی، رطوبت نان بسته بندی شده،14تا25 درصد افزایش یافته و این امر باعث کاهش بیاتی نان به میزان 40تا60 درصد می شود. فیلم های نانویی به ویژه فیلم های شامل نانو نقره، با کاهش عبورپذیری رطوبت، به طور معنی دار در سطح 99درصد، میزان بیاتی نان های نگهداری شده را 40تا60 درصد کاهش داد. در بین فیلم ها، فیلم نانو نقره 2 درصد (S2) به عنوان مناسب ترین فیلم شناخته شد.
    کلیدواژگان: فیلم های نانویی، عبورپذیری بخار آب، ضایعات نان، رطوبت نان
  • نرگس بناییان، محمود امید، حجت احمدی صفحه 151
    شهرستان ساوجبلاغ مهم ترین منطقه ی تولید محصولات گلخانه ای هیدروپونیک در ایران است و بالاترین سطح زیر کشت توت فرنگی گلخانه ای را دارا می باشد. هدف این مطالعه بررسی الگوی مصرف انرژی و تعیین ارتباط بین انرژی ورودی در کشت توت فرنگی گلخانه ای و عملکرد با استقرار مدل برنامه ریزی خطی بر اساس تحلیل پوششی داده ها است. در ادامه کارایی فنی گلخانه ها تعیین و انرژی معادل نهاده های انرژی در تولید بهینه سازی شد. پس از تجزیه و تحلیل داده ها میزان انرژی کل برای محصول توت فرنگی 800 گیگاژول بر هکتار و مقدار انرژی مصرفی برای تولید یک کیلوگرم توت فرنگی (انرژی ویژه) 5‎/12 مگاژول محاسبه گردید. با انجام تحلیل رگرسیون خطی، اثر انرژی نهاده های سوخت، کودشیمیایی، الکتریسیته و نیروی کارگری بر روی عملکرد محصول معنی دار بود، در حالی که سایر نهاده ها اثر معنی داری بر روی عملکرد توت فرنگی نشان ندادند. این چهار نهاده ی اثرگذار به عنوان ورودی و عملکرد محصول به عنوان خروجی مدل در نظر گرفته شد، و کارایی گلخانه ها با فرض بازدهی به مقیاس متغیر ورودی محور محاسبه گردید. کارایی فنی انرژی برای گلخانه های توت فرنگی 93‎/0 محاسبه شد که بیشترین میزان ناکارایی (61% از کل انرژی) مربوط به انرژی سوخت می باشد. بعد از محاسبه تفاوت مقدار واقعی و بهینه در مصرف نهاده های گلخانه های ناکارا مشخص شد، به طور متوسط می توان به میزان 16% در مصرف انرژی صرفه جویی کرد.
    کلیدواژگان: شاخص های انرژی، ساوجبلاغ، کارایی فنی خالص، توت فرنگی گلخانه ای
  • علیرضا امانلو، حسن قاسمی مبتکر، اسدالله اکرم، علی محمدی صفحه 159
    استفاده کارا از انرژی در کشاورزی به خاطر صرفه جویی های اقتصادی، حفظ منابع نفتی و کاهش آلودگی هوا، یکی از شاخص های کشاورزی پایدار به شمار می رود. به منظور مقایسه عملکرد و مصرف انرژی در روش های مختلف خاک ورزی و کولتیواتورزنی ذرت علوفه ای و تاثیر آن بر شاخص های رشد این محصول به عنوان محصول دوم پس از برداشت کلزا، این آزمایش در مزرعه آموزشی دانشگاه زنجان انجام گرفت. طرح پایه در این آزمایش اسپلیت بلوک با چهار تکرار بود، که در آن(A1): شخم با گاوآهن برگرداندار + دیسک، (A2): شخم با سیکلوتیلر، (A3): شخم حداقل به عنوان فاکتورهای اصلی و سه روش کولتیواتورزنی؛ (B1): کولتیواتور کودکارکامل با فاروئر، (B2): کولتیواتور کودکار بدون فاروئر با تیغه های برش متمایل به داخل و (B3): کولتیواتور کودکار بدون فاروئر با تیغه های متمایل به خارج به عنوان فاکتورهای فرعی بودند. برای این مقایسه سرعت پیشروی، مدت زمان لازم برای شخم هر کرت و مصرف سوخت در هر کرت اندازه گیری شد. برای اعمال هر سه روش شخم وضعیت خاک از نظر رطوبت و بقایای گیاهی یکسان بود. نتایج نشان داد که بین تیمارهای اصلی از نظر عملکرد اختلاف معنی داری در سطح 5% وجود ندارد. میانگین مصرف انرژی در سه تیمار اصلی به ترتیب 6‎/1990 و 2‎/1157، MJ ha-17‎/558 به دست آمد که از نظر آماری اختلاف معنی داری در سطح 5% بین سه روش از نظر مصرف انرژی وجود نداشت. همچنین بین اثر متقابل شخم * کولتیواتور اختلاف معنی داری در سطح 5% مشاهده گردید. در نهایت با توجه به نتایج به دست آمده توصیه می شود از روش شخم حداقل برای خاک ورزی در منطقه مورد مطالعه استفاده شود.
    کلیدواژگان: ذرت علوفه ای، انرژی مصرفی، شخم با سیکلو تیلر، شخم حداقل
  • عباس نساجی، سید حسین کارپرورفرد *، منصور تقوایی صفحه 165

    یک روش برای قرار دادن بذر در داخل خاک در سیستم های بدون خاکورزی استفاده از کاشت پانچی یا سمبه ای می باشد که می تواند به راحتی در زمین هایی با بقایای انبوه کار کند. در این تحقیق از طرح کرت های خرد شده (3×2) شامل کارنده در دو سطح (کارنده حفره ساز نیوماتیکی لولایی و کارنده مرسوم) و بقایای گندم در سه سطح (0، 30 و 60 %) به منظور تعیین اثرات نوع کارنده و بقایای گندم بر شاخص های کاشت ذرت استفاده شد. نتایج به دست آمده برای شاخص های کارنده نشان داد که نوع دستگاه و سطوح مختلف بقایای گندم بر شاخص های نکاشت، دقت و کیفیت تغذیه دارای اثر معنی داری است (05‎/0P<). به علاوه نتایج نشان داد که با افزایش میزان بقایای گندم، شاخص های نکاشت و دقت افزایش و شاخص کیفیت تغذیه کاهش یافته است و شاخص چندتایی اثر معنی داری از خود نشان نداد. همچنین نتایج به دست آمده برای شاخص های رشد گیاه نشان داد که سطوح مختلف بقایای گندم بر شاخص های درصد کل سبزشدن، طول ساقه چه و ریشه چه، وزن خشک ساقه چه و ریشه چه، بنیه بذر 1 و 2 و سرعت رشد نسبی دارای اثر معنی داری است (05‎/0P<). نوع کارنده اثر معنی داری بر شاخص های درصد کل سبزشدن، طول ریشه چه و وزن خشک ریشه چه داشت (05‎/0P<). همچنین بهترین عملکرد گیاه در زمین با بقایای 30% حاصل شده و کارنده حفره ساز نیوماتیکی لولایی شرایط بهتری را برای استقرار و رشد گیاه نسبت به نوع مرسوم فراهم کرده است.

    کلیدواژگان: کارنده حفره ساز نیوماتیکی لولایی، بقایای گندم، کاشت سمبه ای، درصد سبز شدن
  • محمدحسین کیانمهر، سید رضا حسن بیگی، سید حبیب الله هاشمی فرد دهکردی صفحه 175
    به منظور طراحی تجهیزات نگهداری و انبارداری انار، گرمای ویژه و هدایت حرارتی قسمت های مختلف (رقم آلک) اندازه گیری شد. گرمای ویژه پوست، پی و دانه انار در سه سطح رطوبتی بر پایه تر (30، 50 و 76% برای دانه و پی، 15، 35 و 52% برای پوست) و در چهار سطح دمای (3، 8، 13و 18 درجه سلسیوس)، همچنین هدایت گرمایی اجزای مذکور در سه سطح رطوبتی بر پایه تر (25، 50 و 73% برای دانه، 20، 40 و 60% برای پی، 15، 35 و 52% برای پوست) و در سه دمای (5، 13 و 18 درجه سلسیوس) بررسی شد. روش مخلوط برای اندازه گیری گرمای ویژه، روش پراب به منظور تعیین هدایت حرارتی پوست و پی انار و روش سیم داغ برای اندازه گیری هدایت حرارتی دانه انار استفاده شد. با افزایش دما و رطوبت، گرمای ویژه به طور خطی به ترتیب برای دانه، پوست و پی انار در محدوده 127‎/1 تا 789‎/2، 516‎/1 تا 411‎/3، 931‎/0 تا 066‎/3 کیلوژول بر کیلوگرم درجه سلسیوس افزایش یافت. مقادیر هدایت گرمایی برای پوست، پی و دانه به ترتیب در محدوده 152‎/0 تا 422‎/0، 148‎/0 تا 412‎/0 و 131‎/0 تا 372‎/0 وات بر متر درجه سلسیوس تعیین شد. نتایج نشان داد که محتوای رطوبتی و دما تاثیر معنی داری بر روی گرمای ویژه و هدایت گرمایی تمامی قسمت های انار داشتند. برای پیش بینی تغییرات گرمای ویژه و هدایت حرارتی انار بر حسب توابعی دما و رطوبت از مدل های رگرسیونی با مقادیر بالای ضریب تعیین (2R)‎ استفاده شد.
    کلیدواژگان: سیم داغ، رگرسیون، هدایت حرارتی، انار، گرمای ویژه
  • محمدرضا خوانچه گردان، شاهین رفیعی، مهدی کاشانی نژاد، سیدمهدی جعفری صفحه 182
    در این مطالعه، رفتار خشک شدن ورقه های نازک لیمو شیرین رقم جهرم در خشک کن لایه نازک آزمایشگاهی بر اساس مدل ریاضی پیج مورد بررسی قرار گرفت. آزمایش ها در پنج سطح دمایی 40، 50، 60، 70 و 80 درجه سلسیوس و در دو ضخامت 3 و 6 میلی متر و سرعت هوای 5‎/0 متر بر ثانیه با سه تکرار انجام گرفت. رفتار خشک شدن لایه نازک لیمو شیرین بر اساس داده های آزمایشگاهی برازش شد و ثابت ها و ضرایب مدل پیج استخراج شد. دقت مدل بر اساس سه شاخص آماری ضریب تعیین (R2)، مربع کای (χ2) و ریشه متوسط مربع خطای داده ها (RMSE)‎ ارائه شد. متوسط شاخص آماری R2، χ2 و RMSE به ترتیب برابر 9981‎/0، 000059‎/0 و 00717‎/0 برای سرعت 5‎/0 متر بر ثانیه در ضخامت 3 میلی متر و 9978‎/0، 000072‎/0، 00822‎/0، برای سرعت 5‎/0 متر بر ثانیه در ضخامت 6 میلی متر برآورد شد. برای توضیح انتقال رطوبت از لایه های نازک لیمو شیرین، مدل فیک مورد استفاده قرار گرفت. نتایج نشان داد مقدار ضریب پخش موثر در نمونه های خشک شده در دماهای بین 40 تا 80 درجه سلسیوس و در سرعت 5‎/0 متر بر ثانیه و ضخامت 3 میلی متر، از 9-10× 04‎/8 تا 8-10×97‎/2 متر بر ثانیه و در ضخامت 6 میلی متر، از8-10×31‎/1 تا 8-10×63‎/7 متر مربع بر ثانیه تغییر می کند. با استفاده از رابطه آرهنیوس انرژی لازم برای فعالسازی و ثابت ضریب پخش در ضخامت 3 میلی متر به ترتیب برابر 53‎/28 کیلو ژول بر مول و4-10×01‎/5 متر مربع بر ثانیه و در ضخامت 6 میلی متر به ترتیب برابر46‎/39 کیلو ژول بر مول و4-10×37‎/9 متر مربع بر ثانیه به دست آمد.
    کلیدواژگان: ضریب پخش، ورقه لایه نازک، ورقه لیمو شیرین، مدل فیک، رابطه آرهنیوس
  • سلام الله محمدی آیلار، سعید مینایی، امیرحسین افکاری سیاح صفحه 191
    محصولات کشاورزی در مراحل مختلف برداشت، حمل و نقل و فرآوری تحت تاثیر نیروهای استاتیک و دینامیک قرار می گیرند. در بسیاری از موارد این نیروها می توانند موجب آسیب دیدگی محصول گردندکه میزان آن به نحوه بارگذاری و ویژگی های مکانیکی محصول بستگی دارد. این تحقیق به منظور تعیین برخی خواص مکانیکی میوه گوجه فرنگی تحت آزمون فشاری بر روی ارقام پتوارلی سی اچ و سوپربتا، در 4 مرحله زمانی یک روز، پنج روز، ده روز و پانزده روز بعد از برداشت و دو سطح اندازه (کوچک و متوسط) به اجرا در آمد. بررسی آماری در قالب یک طرح اسپلیت پلات در زمان با طرح پایه کاملا تصادفی در10 تکرار انجام شد. طی آزمون فشاری اثر رقم گوجه فرنگی بر میزان تغییر شکل در نقطه گسیختگی معنی دار بود. میزان تغییر شکل و نیرو در نقطه تسلیم بیولوژیکی برای رقم پتوارلی بیشتر از رقم سوپربتا به دست آمد. همچنین فاکتور اندازه در دو سطح (کوچک و متوسط) بر میزان چقرمگی، نیروی گسیختگی، تغییر شکل بیشینه، تغییر شکل در نقطه گسیختگی و نیرو در نقطه تسلیم بیولوژیک معنی دار شد. نتایج این تحقیق مشخص نمود که هرچه اندازه کوچکتر باشد میوه چقرمه تر و برای گسیختگی به نیرو کمتری نیاز دارد. و همچنین اثر فاکتور زمان نگهداری بر میزان نیرو و تغییر شکل در نقطه تسلیم بیولوژیک معنی دار بود. به طور کلی رقم پتوارلی در زمان یک روز پس از برداشت با مقایسه سایر زمان ها، در برابر فشار تک محوری مقاومت بیشتری نسبت به رقم سوپربتا دارد.
    کلیدواژگان: مراحل رسیدگی، گوجه فرنگی، آزمون فشاری، آسیب مکانیکی
  • نرگس بناییان، مرتضی زنگنه * صفحه 197

    در این پژوهش از روش تحلیل پوششی داده ها به منظور برآورد عمر بهینه ی تراکتور و ماشین های کشاورزی، بر اساس شاخص های عملکرد و بهره وری در مزارع سیب زمینی استان همدان استفاده شد. از فاکتور عمر برای تراکتور و هفت ماشین مورد استفاده در مراحل مختلف تولید شامل: گاوآهن برگردان دار، غده کار سیب زمینی، کودپاش کود شیمیایی، سمپاش پشت تراکتوری، فاروئر، سرزن و سیب زمینی کن به عنوان ورودی ها و شاخص های بهره وری به عنوان خروجی های مدل استفاده گردید. بر اساس میزان عمر ناوگان ماشینی و تاثیر آن بر شاخص های خروجی مورد نظر، مزارع به دو دسته ی کارا و ناکارا تقسیم شدند، که 38% مزارع به صورت ناکارا در حال فعالیت بودند. مزارع ناکارا نتوانسته اند شاخص های عملکردی قابل قبولی (از نظر سوددهی و بهره وری) از خود بروز دهند. با جلوگیری از استفاده ی تراکتورها و ماشین های فرسوده، می توان میزان عملکرد و بهره وری انرژی را تا حدود 70%، و بهره وری اقتصادی را تا دو برابر افزایش داد.

    کلیدواژگان: عمر ماشین، بهره وری انرژی، عملکرد، بهره وری اقتصادی
  • صادق ریخته گری، بابک قنبرزاده*، بابک غیاثی صفحه 205

    در این تحقیق، اثر هیدروکلوئید زانتان در دو غلظت 5‎/0% و 1‎/0% (وزنی- وزنی بر پایه آرد) بر ویژگی های فیزیکی و حسی نان بربری تازه و در طول دوره نگهداری مورد مطالعه قرار گرفت. اثر زانتان بر خصوصیات فیزیکی نان بعد از پخت، توسط آزمون مکانیکی، رنگ سنجی پوسته نان و آزمون کالریمتری روبشی تفاضلی ((DSC مطالعه شد. همچنین آزمون حسی برای تعیین میزان مقبولیت نان بربری انجام شد. تمام آزمون های انجام شده بر روی نان، به غیر از آزمون رنگ سنجی، همگی در یک روز، دو روز و چهار روز پس از پخت انجام شدند. به طور کلی، با افزودن زانتان، خواص فیزیکی و مقبولیت کلی نان بهبود یافت. زانتان موجب افزایش قوام خمیر، بالا رفتن میزان جذب آب، افزایش زمان گسترش خمیر و نرم شدن آن شد. همچنین موجب زردتر و روشن تر شدن پوسته و نرم شدن مغز نان شد. نمونه های حاوی 5‎/0 درصد صمغ زانتان، بالاترین کیفیت و کمترین تغییرات نامطلوب را طی دوره نگهداری نشان دادند.

    کلیدواژگان: نان بربری، صمغ زانتان، ویژگی های حسی، ویژگی های فیزیکی
  • مینا کارگزاری، زهرا امام جمعه، سهراب معینی صفحه 215
    روش سطح پاسخ به منظور تعیین نقاط بهینه ی فرآیند خشک کردن اسمزی، جهت دستیابی به بیشینه ی کاهش محتوای رطوبتی ماده ی غذایی، کاهش وزن و همچنین کمینه ی جذب مواد جامد از محلول اسمزی و فعالیت آبی طی خشک کردن اسمزی قطعات مکعبی شکل هویج مورد استفاده قرار گرفت. درجه حرارت (C°50-30)، مدت زمان فرآیند (240- 120 دقیقه)، غلظت شربت گلوکز با معادل دکستروز 42 (50-30% وزنی/وزنی) و غلظت نمک (15- 5% وزنی/وزنی)، فاکتورهایی بودند که تاثیر آنها بر متغیرهای وابسته طی خشک کردن اسمزی مورد ارزیابی قرار گرفت. آزمایش ها بر اساس طرح کامپوزیت مرکزی با در نظر گرفتن سه سطح شامل نقاط مرکزی و محوری برای هر یک از فاکتورهای یاد شده، انجام شد. در آزمایش های انجام شده دور همزنی برابر 200 دور در دقیقه و نسبت محلول اسمزی به نمونه 10 به 1 وزنی/ وزنی در نظر گرفته شد. نتایج به دست آمده حاکی از این بود که تاثیرات خطی و درجه دوم هر چهار متغیر مستقل دما، زمان، غلظت شربت گلوکز و غلظت نمک بر کاهش محتوای رطوبتی ماده ی غذایی، کاهش وزن، جذب مواد جامد از محلول اسمزی و فعالیت آبی معنی دار بود (001‎/0>p). برای هر پاسخ با استفاده از تجزیه رگرسیون خطی چندگانه، مدل های چند جمله ای درجه ی دوم به دست آمد. تجزیه واریانس(ANOVA)‎ به منظور ارزیابی صحت و دقت مدل های به دست آمده اجرا گردید. شرایط بهینه فرآیند، در دمای oC30، زمان 119‎/227 دقیقه، غلظت شربت گلوکز 315‎/43 و غلظت نمک 5% برای دستیابی به WL 97‎/66 (گرم /100 گرم نمونه ی تازه)، SG 475‎/4 (گرم /100 گرم نمونه ی تازه)، WR52‎/62 (گرم /100 گرم نمونه ی تازه) و aw789‎/0 مشخص شد.
    کلیدواژگان: روش سطح پاسخ، بهینه سازی، هویج، خشک کردن اسمزی، محتوای رطوبت
  • سیما چراغی دهدزی، ناصر همدمی صفحه 225
    خرما معمولا در معرض دو نوع فساد میکروبی و فیزیولوژیکی قرار می گیرد و حساسیت آن نسبت به دو نوع فساد با شرایط نامناسب نگهداری افزایش می یابد. نامناسب بودن شرایط نگهداری و نوع بسته بندی و در نتیجه تغییر خواص فیزیکوشیمیایی آن در طی زمان انبارمانی، از مهمترین مشکلات صنعت خرما است. در این تحقیق خرما (رقم کبکاب)، پس از برداشت نمونه جهت انجام آزمایش های اولیه، در بسته های پلاستیکی از جنس پلی آمید/ پلی اتیلن با ضخامت 100 میکرون، به صورت تحت خلا و با فشار اتمسفری بسته بندی شده و در دماهای 20-، 4، 25 و 40 درجه سلسیوس قرار داده شد. در طول دوره نگهداری شش ماهه، کیفیت خرماها از لحاظ رنگ و بافت بررسی گردید. بر اساس نتایج حاصله، اثر دما، زمان نگهداری و نوع بسته بندی بر شاخص های رنگی (L*، a*، b*) و خاصیت صمغی بودن و قابلیت جوندگی خرما، در سطح احتمال یک درصد معنی دار می باشد. اثرات متقابل دما، زمان نگهداری و نوع بسته بندی نیز بر ویژگی های مورد بررسی خرما معنی دار بوده است. بیشترین میزان شاخص های L* و a* به ترتیب مربوط به خرمای نگهداری شده در دمای 4 و 20- درجه سلسیوس می باشد و کمترین مقدار آنها در دمای 40 درجه سلسیوس مشاهده شده است. میزان این دو شاخص رنگی در خرماهای بسته بندی شده تحت فشار اتمسفری نسبت به خلا بیشتر بوده است. کمترین میزان شاخص b*، مربوط به خرمای نگهداری شده در دمای 40 درجه سلسیوس می باشد و بیشترین میزان این شاخص در خرمای بسته بندی شده تحت فشار اتمسفری و در آغاز دوره نگهداری (زمان صفر) مشاهده شده است. بیشترین میزان خاصیت صمغی بودن و قابلیت جوندگی مربوط به خرماهای نگهداری شده در دمای40 درجه سلسیوس و در ماه ششم نگهداری می باشد. میزان این دو ویژگی بافتی در دماهای 20-، 4 و 25 درجه سلسیوس با شیب ملایمی رو به افزایش و در دمای 40 درجه سلسیوس شیب تندتر بود.
    کلیدواژگان: صمغی بودن، قابلیت جوندگی، خرما، شاخص های رنگ، نگهداری
|
  • Azam Zare Mirak Abad, Ahmad Ghazanfari Moghadam Page 133
    The use of plant fibers in producing different industrial products has attracted the attention of many researchers. Plant fibers, in comparison with industrial ones, are degraded faster in nature and are more environments friendly. One of the major conventional uses of plant fibers is the production of traditional ropes which are subjected to tensile forces. However, the traditional ropes bear rough surfaces, working with which becomes a difficult task. By reducing the lignin content of the fibers and their coverage them with polymeric materials, their surface roughness will be moderated. In this research, mechanical properties of the ropes, prepared from either raw or polymeric treated fibers, including tensile strength, modulus of elasticity and strain under tensile loads were assessed. The distributions of stress and strain within the ropes were modeled in ANSYS using solid mechanical equations. The maximum tensile force supported by the ropes prepared from 10 single raw fibers was 172N which was increased to 400N by reducing their lignin content and while having them covered with PVA resin. Moduli of elasticity for these ropes were found out as 600 and 250 MPa, respectively. The distribution models for stress and strain within the ropes revealed that the rupture point occurred at a point with a distance of about 25% of the length of the rope, away from the fixed end of the rope. The practical tensile test indicated a verification of these findings too.
  • Meisam Sattary Najafabadi, Saeid Minaei, Hooman Sharif Nasab, Hamed Afshari, Farzane Sattary Najaf Abadi Page 141
    A suitable option for manufacture of packing materials is the use of clay and silver nano particles. These materials help create optimal relative impermeable quality, in addition to other features being improved. Moisture-packed bread by use of these materials prevent water vapor loss and therefore reduce the level of bread becoming stale. In this study, seven types of nano-films with different percentages of silver and clay content were tested for the passage of water vapor quality. The level of permeability of the material was evaluated through a measurement of p packaged bread moisture content. At the end, the data were analyzed using software SPSS (Duncan test), and compared with control (with no nano particles inclusion). The results suggested a reduction of 3.1 to 4.9 times of water vapor permeability due to nano film's use. Packaged bread moisture increased about 14 to 25 percent and this in turn reduced bread staling between 40 to 60 percent. Nano-films, especially nano films including nano silver, proved to reduce permeablity moisture. The rate of bread staling was reduced significantly by being maintained at 0.01 level. From among the films, nano-silver film with 2 percent of silver (S2) was recognized as the most appropriate one.
  • Narges Banaeian, Mahmood Omid, Hojat Ahmadi Page 151
    Savojbolagh is the main region of hydroponic greenhouse agriculture in Iran and is of the capacity to produce the highest in greenhouse production strawberry. The aims followed in this study were to calculate the energy use pattern and determine the relationship between energy input in greenhouse strawberry production and its yield through a linear programming model as based on Data Envelopment Analysis (DEA). Technical efficiency of greenhouses were calculated and target input energies optimized. Results indicated that greenhouse strawberry production consumed a total energy of 800 GJ ha-1 with a specific energy of 12.5 MJ kg-1calculated. Linear Regression Analysis indicated that the impacts of diesel fuel, fertilizer, electricity and human labour were significant on yield. These effective inputs were assumed as inputs while yield as an output in the model of DEA and the technical efficiency of a greenhouse (in input oriented variable return to scale model) estimated. Energy technical efficiency of strawberry producing greenhouses was estimated as 0.93 and the maximum possible contribution to the total energy savings was estimated 61% that could come from diesel fuel saving. A determination of real and target energy inputs in inefficient greenhouses revealed that 16% of resources could be saved by raising the performance of these greenhouses to their highest possible level.
  • Alireza Amanloo, Hasan Ghasemi Mobtaker, Asadolah Akram, Ali Mohammadi Page 159
    Efficient energy use in agriculture sector is one of the prerequisites to sustainable agriculture, because it allows financial savings, fossil resources preservation along with decreasing trend of air pollution. This research was conducted at the Agricultural Research Field of Zanjan University to determine the level of input energy in different tillage systems in forage maize production when in rotation with canola and to investigate the impact of different tillage systems on growth indices. The study was planned as a split-block design with three tillage systems as main plots and three cultivation systems as sub plots and in four replications. The tillage treatments were: moldboard plow+disk (A1); cyclo-tiller (A2); and minimum-till (A3) the cultivation treatments being: cultivator with furrower (B1); cultivator without furrower with the tendency of the cutting share towards inside (B2); cultivator without furrower with the tendency of the cutting share towards outside (B3). For a comparison of energy consumption, the variabls of: forward speed, tillage time and fuel consumption for each plot were calculated. All the three methods of tillage were carried out at same soil moisture level and crop residues conditions. The energy consumption in the three treatments were recorded as 1990.6, 1157.2 and 558.7 MJ ha-1 respectively showing significant differences, in terms of energy consumption, among the main treatments. Also the interaction of tillage and cultivation was significant at a 5% probability level. Finally, according to the obtained results, minimum-till method is suggested 10 to be employed in the study area.
  • Abbas Nassaji, S. Hosein Karparvar Fard, Mansoor Taghvaei Page 165

    One method of seed placement into the soil as regards no-till system is the use of punch planting by which one can plant through a considerable depth of surface residue. The study was conducted using a 23 split-plot experimental design of three replications. The factors considered were two types of plantes (conventional planter vs. hinging pneumatic Punch Planter) and three levels of wheat residue (0, 30 and 60 %). Field study was conducted to compare the effects of type of planter and wheat residue on indices of corn planting. The analysis of the obtained data indicated that types of planter and different levels of wheat residue exert meaningful effects on miss, quality of feed and precision indices. Furthermore, results show that by augment of wheat residue, miss and precision indices are increased while the quality of feed index follows a descending trend. These factors do not exert any significant effects on multiple index. Also the results showed that different levels of wheat residue lay significant effects on emergence rate, shoot and root height, shoot and root dry weight, vigour Seed 1and 2 and as well on relative growth rate indices. The types of planter have significant effects on emergence rate; root height and on root dry weight. The most appropriate performance of a hinging pneumatic punch planter is finally recommended in a field that is under the coverage of 30% residue.

  • Mohammad Hosein Kianmehr, S. Reza Hassan Beigi, S. Habibollah Hashemifard Dehkordi Page 175
    To design the equipment and facilities for preservation, storage and processing of pomegranate, it is necessary to know the specific heat and thermal conductivity of the fruit components. The specific heat of exocarp, mesocarp and of seeds of pomegranate were assessed at three moisture content levels (30, 50 and 76% for seed and mesocarp; 15, 35 and 52% for exocarp) and at four temperature levels (3, 8, 13 and 18˚C). Also, the thermal conductivity of the components were measured at three moisture content levels (25, 50 and 73% for seed, 20,40 and 60% for mesocarp and 15, 35 and 52% for exocarp) as well as at three temperature levels (5, 13 and 18˚C). The mixture method was employed for measuring the specific heat. The thermal conductivity of the exocarp and mesocarp were determined through prob and hot wire methods, respectively. The specific heat of the components were increased linearly from 1.127 to 2.789 kJ/kg˚C for seed, 0.931 to 3.066 kJ/kg˚C for mesocarp and 1.516 to 3.411 kJ/kg˚C for exocarp with an increasing trend in moisture content and in temperature. Also, the thermal conductivities of the components increased from 0.15 to 0.42 W/m˚C for seed, 0.15 to 0.41 W/m˚C for mesocarp and 0.13 to 0.37 W/m˚C for exocrap with increase in the experimental range of the variables. The specific heat and thermal conductivity of the components were significantly affected by the moisture content and temperature. The specific heat and thermal conductivity of the pomegranate components were estimated as a function of temperature and moisture content using regression models of high coefficients of determination (R2).
  • Mohammad Reza Khanche Gardan, Shahin Rafiee, Mahdi Kashani Nejad, S. Mahdi Jafari Page 182
    Thin layer drying behavior of sweet lemon slice was experimentally investigated in a convective type dryer and the mathematical modeling performed, using thin layer drying models given in literature. Drying experiments were conducted at inlet drying air temperatures of 40, 50, 60, 70 and 80 ºC; two slice thicknesses of 3 and 6 mm, and, at one drying air velocity of 0.5 m/s with three replications in each treatment. Page model was employed (according to their coefficients of correlation) to estimate the drying curves. The effects of drying air temperature on the model constants and coefficients were evaluated through a non-linear regression technique. The accuracy of the model was estimated according to three statistical parameters of: coefficient of determination (R2), Chi-square (χ2) and Root Mean Square Error (RMSE). Results indicated that Page model could satisfactorily describe the drying curve of sweet lemon slices with R2=0.99812, (χ2) =0.0000518 and RMSE=0.003912 for a thickness of 3 mm while R2=0.997776, (χ2) =0.0000715 and RMSE=0.0082232 for a thickness of 6 mm. Moisture transfer from the slices was described by applying Fick’s diffusion model. The effective diffusivity coefficient values changed from 8.04×10-9to 7.63×10-8 m2/s for the range of temperatures considered. An Arrhenius relation with an activation energy value of 28.53 kJ/mol and the diffusivity constant of 5.01×10-4 m2/s for a thickness of 3 mm, while 39.46 kJ/mol along with a diffusivity constant of 9.37×10-4 m2/s for a slice thickness of 6 mm, were obtained, indicating the effect of drying air temperature and slice thickness on the diffusivity parameter.
  • Salamolla Mohammadi Ailar, Saeid Minaei, Amirhosein Afkari Sayyah Page 191
    Agricultural products are affected by static and dynamic forces at different stages of harvesting, handling and processing. In most cases, the damages are inflicted upon raw products. In the present study the mechanical properties of tomato fruits were found out for two cultivars (Super Bta and Petoerly Ch), during 4 periods of time (1, 5, 10 and 15 days past harvest), and at two levels of fruit sizes (small and medium). Statistical analysis was performed in the form of a split-plot arrangement in time with a completely randomized design of 10 replications. The effect of time past harvest was significant on the exerted force and deformation at bioyield points. Rate of deformation and rate of force at biologic yield points were found out to be greater for petoerly Ch than for super Bta variety. Also, the effect of variety was significant on deformation at rupture point. Tomatoes with of the small size were found to be tougher than the medium ones. Smaller size fruits are tougher and need less force to rupture. Also, significant differences were observed between different size fruits for the following parameters: maximum force, maximum deformation, deformation at rupture point and force at bioyield point. At one day past harvest petoerly variety was found to be of more strength, in ui-naxial loading, than super Bta, as compared with other points of time.
  • Narges Banaeian, Morteza Zangane Page 197

    Optimum working life of tractor and farm machinery employed in potato production in Hamadan Province was assessed through Data Envelopment Analysis. An input oriented model was applied to determine the optimized machinery system. In this model inputs were the lifetime of tractor as well as seven involved machines including moldboard plow, potato planter, chemical fertilizer spreader, tractor mounted sprayer, furrower, potato haulm cutter and potato digger, while outputs were: yield (kg ha-1), economic return (kg thousand Rials-1) and energy (kg MJ-1) as productivity indices of potato cultivation. Results revealed that 38% of farms were inefficient. They, due to old machinery, cannot be economically efficient and are spending extra energy. On the other side, efficient farms, through an employment of optimized new machinery pay less maintenance cost and can produce more economically with a less energy spending. Also, analysis showed that the utmost mechanization employed on the farms is the use of tractor and moldboard plow. If inefficient farms use suitable mechanization systems, they can raise to even a duplicate level, their economic return by raising their energy productivity (up to 70%) and improving the yield.

  • Sadegh Rikhtegari, Babak Ghanbarzadeh, Babak Ghiasi Page 205

    The effect of Xanthan hydrocolloid (0.1 and 0.5% W/W of flour) on physical and sensory properties of the fresh and stored Barbary bread were studied. Effects of hydrocolloids on physical properties of baked bread were determined by different tests of: penetration, colorimetry (Hunter values) of crust and Differential Scanning Colorimetry (DSC). Sensory evaluation also was carried out for determining the overall acceptability of the bread samples. All the experiments, except colorimetry, were carried out on the first, second and fourth days after baking. With an addition of Xanthan, physical and overall acceptability of the bread were improved. Xanthan gum increased dough consistency, water absorption, dough developing time as well as the softening index. Furthermore, it increased yellowness and lightness indexes of the crust and softness of the crumb in the bread experimental samples. The bread samples containing Xanthan gum at 0.5% level showed the highest quality accompanied by the least unfavorable change during their storage time.

  • Mina Kargozari, Zahra Emam Jome, Sohrab Moeini Page 215
    Response surface methodology was applied to determine the optimum processing conditions that lead to maximum water loss, weight reduction and minimum solid gain as well as water activity during osmotic dehydration of carrots. Temperature (30-50ºC), processing time (120-240 min), glucose syrup DE=42 (30-50% w/w) and salt (5-15%) concentrations were the factors investigated with respect to water loss (WL), Weight Reduction (WR), Solid Gain (SG), and water activity (aw). Experiments were arranged according to Central Composite Rotatable Design with these four factors each at three different levels, including central and axial points. Experiments were conducted with constant agitation rate of 200 rpm and solution to sample ratio of 10:1 (w/w). With respect to water loss, solid gain, weight reduction and water activity, both linear and quadratic effects of variables were found to be significant (p<0.001). For each response, second order polynomial models were developed using Multiple Linear Regression Analysis. Analysis of Variance (ANOVA) was performed to check the adequacy and accuracy of the fitted models. The optimal conditions for maximum water loss and weight reduction as well as minimum solid gain and water activity correspond to temperature of 30 ºC, glucose syrup concentration of 43.315%, salt concentration of 5%, time of 227.19 min to obtain water loss of 66.97 (g/100 g fresh sample), weight reduction of 62.52 (g/100 g fresh sample), solid gain of 4.475 (g/100 g fresh sample) and water activity of 0.789.
  • Sima Cheraghi Dehdozi, Naser Hamdami Page 225
    The physico-chemical characteristics and physiological qualities of palm (Phoenix dactylifera) fruit strongly depend on the storage conditions. Storage environment and packaging type are the factors most influencing on the quality of dates during their storage. Date fruits were packed within an aerobic atmosphere, vacuumed in PA/PE pouches and stored at different temperatures (-20, 4, 25 and 40 ºC). Throughout the study, the effect of packaging type, storage temperatures as well as storage time on physical properties of the fruits were investigated. The samples were evaluated for color indices (L*,a*, b*) and as well for textural parameters (gumminess and chewiness) on a monthly basis, and during storage for a duration period of up to 6 months. Results demonstrated that the storage temperatures, storage time and packaging type greatly (p < 0.01) affect all the physical parameters (color indices, guminess, chewiness) during storage. The color index values (L*, a*, b*) of dates stored at 40 ºC were lower than those of the other date fruits. L*,a* and b* indices of atmospheric packed dates were higher than those of the vacuum packed samples. The gumminess and chewiness were higher in the dates stored at 40 ºC within all packaging types within the sixth month. An increase of gumminess and chewiness was detected for all the samples throughout the storage period. However, it was noted that the increase was significantly greater at 40 ºC as compared with those at the other storage temperatures.