فهرست مطالب

نشریه مهندسی بیوسیستم ایران
سال پنجاه و دوم شماره 2 (تابستان 1400)

  • تاریخ انتشار: 1400/04/16
  • تعداد عناوین: 12
|
  • عرفان خسروانی مقدم، محمد شریفی*، سلیمان حسین پور، هومن شریف نسب صفحات 169-182

    پیچیدگی ها در سامانه های تولید به دلیل افزایش تعداد عوامل تاثیرگذار و اثرات متقابل بین این عوامل افزایش یافته است. بر اساس این نیاز، ابزارهای مناسبی برای تحلیل سامانه های پیچیده از جمله سامانه ماهالانوبیس - تاگوچی ابداع گردیده که می توانند با استخراج روابط واقعی بین متغیرها، سامانه ها را ساده تر و قابل درک نمایند. بنابراین در این مطالعه از سامانه ماهالانوبیس - تاگوچی توسعه یافته در کاهش تعداد متغیرهای موثر برای پرورش جوجه گوشتی که یکی از منابع پروتیینی مهم در ایران است، استفاده شد. در سامانه توسعه یافته نیز الگوریتم فراابتکاری شبیه سازی تبرید مبتنی بر جمعیت به کار گرفته شد. نتایج نشان داد که الگوریتم شبیه سازی تبرید توانایی بهینه سازی این مسئله را دارا می باشد و می تواند تعداد متغیرها را با توجه به وزن های تابع هدف که توسط تصمیم گیرنده انتخاب می شود، کاهش دهد. همچنین در این مطالعه وزن های مختلفی برای تابع هدف در نظر گرفته شد و نتایج و تاثیر وزن ها بر تابع هدف و تعداد متغیرهای خروجی از الگوریتم مورد بحث و بررسی قرار گرفت. با در نظر گرفتن وزن های مختلف برای تابع هدف، تعداد متغیرها از 35 به 10 در حالت اول، 11 در حالت دوم، 10 در حالت سوم و 21 متغیر در حالت چهارم کاهش پیدا کرد.

    کلیدواژگان: سامانه های پیچیده، صنعت طیور، مدیریت، الگوریتم شبیه سازی تبرید
  • مرضیه ویسکرمی، حسین جوینده*، محمد حجتی، محمد نوشاد، محمدامین مهرنیا صفحات 183-195

    پژوهش پیش رو با هدف دستیابی به فرمولاسیون بهینه پنیر آنالوگ برپایه شیرابه ذرت مشابه با پنیر سفید ایرانی کم چرب فراپالوده انجام گرفت. در این تحقیق، اثر متغیرهای پودر کنسانتره پروتئین آب پنیر (WPC) و پودر کنسانتره پروتئین شیر (MPC) هر کدام در سطوح 5، 10 و 15 درصد و شیرابه ذرت تهیه شده از دانه های ذرت شیرین در دو سطح استخراج 15 و 25 درصد (نسبت دانه ذرت به آب؛ حجمی/وزنی) بر ویژگی های پروفایل بافت و کیفیت میکروبی نمونه های پنیر آنالوگ طی مدت 60 روز نگه داری در یخچال مقایسه گردید. نتایج نشان داد با افزایش درصد استخراج شیرابه ذرت، سختی و قابلیت جوندگی نمونه های پنیر آنالوگ کاهش و با افزایش مقادیر WPC و MPC، مقادیر سفتی، خاصیت صمغی و پیوستگی نمونه ها افزایش یافت. براساس نتایج این تحقیق، نمونه ی پنیر آنالوگ ذرت باکیفیت قابل قبول می تواند با استفاده از سطوح 15 درصد هر سه متغیر درصد استخراج شیرابه ذرت، WPC و MPC تهیه گردد.

    کلیدواژگان: پنیر آنالوگ، فراپالوده، شیرابه ذرت، پروتئین آب پنیر، کنسانتره پروتئین شیر
  • مرتضی تاکی*، روح الله فرهادی صفحات 197-209

    در این تحقیق از مدل شبکه عصبی مصنوعی و رگرسیون بردار پشتیبان به منظور تخمین میزان سایه در جمع کننده صفحه تخت خورشیدی با توجه به شرایط جغرافیایی ایران استفاده شد. دو نوع الگوریتم آموزش LM و BR همراه با تابع انتقال تانژانت سیگموییدی و تعداد متنوعی از نورون ها در لایه پنهان همراه با مدل اعتبارسنجی تقاطعی به منظور ایجاد مجموعه داده های تصادفی مورد استفاده قرار گرفت. نتایج نشان داد که مدل MLP با الگوریتم آموزشی BR و ساختار (1-23-5) می تواند داده هایی با دقت بالا و شبیه به مقادیر واقعی ایجاد کند. میانگین آماره های MAPE و R2 برای مدل فوق به ترتیب 10/0±42/0 درصد و 01/0±99/0، برآورد شد و نتایج آماری مقایسه میانگین، واریانس و توزیع آماری در سطح احتمال 95% بین داده های واقعی و مقادیر پیش بینی شده، معنی دار نبودند. نتایج آنالیز حساسیت نشان داد که فاصله صفحه جاذب تا پوشش شیشه ای مهم ترین فاکتور تاثیرگذار بر ایجاد سایه است.

    کلیدواژگان: هوش مصنوعی، مدل اعتبارسنجی تقاطعی، بازده انرژی
  • سیامک غیبی*، نرجس ملک جانی، مجید جوانمرد داخلی صفحات 211-221
    ویژگی های ضد میکروبی و آنتی اکسیدانی عصاره آبی بره موم حاصل از روش های مختلف استخراج (خیساندن، سوکسله، مایکروویو و اولتراسونیک) بر کیفیت شیر خام مورد بررسی قرار گرفت. ویژگی های شیمیایی (pH و اسیدیته)، میکروبی (شمارش کلی، کلی فرم ، کپک و مخمر) و ارگانولپتیک (رنگ و بو) شیر حاوی عصاره 6 درصد در طی مدت نگهداری (12 و 96 ساعت به ترتیب در دمای 30 و 5 درجه سلسیوس) مورد بررسی قرار گرفت. بیشترین مقدار ترکیبات فنلی کل و فعالیت آنتی اکسیدانی عصاره در روش سوکسله به ترتیب، 1/0±4/7 (گرم/100گرم) و 8/1±0/52 درصد حاصل شد. روش خیساندن با وجود کمترین مقدار ترکیبات فنلی کل و فعالیت آنتی اکسیدانی (6/0±6/2 گرم/100گرم و 2/2±0/26 درصد) به ترتیب نسبت به مهار رشد تعداد کل باکتریایی (log cfu/ml 0/0±0/6 و 0/0±9/6)، مخمرها (log cfu/ml 0/0±5/4 و 0/0±0/4) و کلی فرم (log cfu/ml 1/0±1/5 و 0/0±1/4) در پایان زمان نگهداری به ترتیب در دماهای 5 و 30 درجه سلسیوس نسبت به گروه کنترل، اثر مناسب تری از خود نشان داد که نشان دهنده عملکرد بهتر این روش در استخراج ترکیبات موثر در مهار میکروارگانیسم ها می باشد. عصاره بره موم حاصل از روش های مختلف عصاره گیری در اکثر موارد مانع از کاهش pH و افزایش اسیدیته قابل تیتراسیون در طول زمان نگهداری در دو دما نسبت به کنترل شد. تاثیر منفی روی رنگ و بوی شیر خام در هیچ کدام از نمونه ها مشاهده نشد. افزودن عصاره ماندگاری نمونه ها را نسبت به کنترل در دمای 30 و 5 درجه سلسیوس، در کلیه روش های استخراج بجز روش سوکسله به ترتیب 3 و 24 ساعت افزایش داد.
    کلیدواژگان: بار میکروبی، بره موم، ترکیبات فنلی کل، روش های استخراج، شیر خام
  • پارسا حیدری، علی حاجی احمد*، امیرحسین میرزابه صفحات 223-236

    با هدف بالا بردن کیفیت جداسازی دانه های کدو به بررسی سه روش جداسازی دانه های پوک از مغزدار پرداخته شده است. در روش اول جداسازی برپایه ی ظرفیت گرمایی دانه ها به کمک اندازه گیری دمای دانه ها توسط دوربین حرارتی و بررسی روند سرد شدن دانه ها انجام شد. در روش دوم سرعت حد دانه ها توسط محاسبات تیوری تعیین و سپس توسط آزمایش عملی به کمک یک فن مورد ارزیابی قرار گرفتند. در روش سوم نیز به کمک محاسبات تیوری و تعیین نیروی اصطکاک و الکترواستاتیک دانه ها، کارایی این روش نیز به صورت عملی و توسط یک صفحه چرخان مورد بررسی قرار گرفت. این روش ها بر اساس دقت، هزینه، زمان مورد نیاز فرایند، و تجهیزات استفاده شده مورد بحث و بررسی قرار گرفتند. در این بررسی مشخص گردید دقت جداسازی بر پایه ظرفیت گرمایی (100%) نسبت به سایر روش ها بالاتر بوده و پس از آن به ترتیب جداسازی بر اساس سرعت حد (%93) و ضریب اصطکاک (86%) قرار دارند.

    کلیدواژگان: تصویر برداری حرارتی، سرعت حد، پردازش تصویر، الکترواستاتیک
  • هادی الماسی*، ندا بهلول داننده، سینا اردبیلچی مرند صفحات 237-251
    در این پژوهش، فیلم نانوکامپوزیت فعال آنتی اکسیدانی برپایه بیوپلیمر نشاسته حاوی اسانس دارچین و نانوفیبر کیتوزان (CHNF) تولید شد. هر دو ترکیب در غلظت های صفر، 5/2 و 5 درصد به ترکیب فیلم نشاسته اضافه شدند و تاثیر آنها بر روی خواص بازدارندگی، ویژگی های مکانیکی و مورفولوژیکی و خاصیت آنتی اکسیدانی فیلم نشاسته بررسی شد. همچنین نرخ رهایش اسانس از فیلم های نانوکامپوزیت در دو دمای 4 و 25 درجه سلسیوس مطالعه شد. افزودن اسانس دارچین باعث افزایش نفوذپذیری نسبت به بخار آب (WVP) شد اما جذب رطوبت را کاهش داد. درحالی که CHNF باعث کاهش قابل توجه در هر دو پارامتر شد. اسانس دارچین استحکام کششی فیلم نشاسته را کاهش داد اما CHNF باعث افزایش مقاومت کششی و کاهش درصد ازدیاد طول در فیلم نشاسته شد. نتایج آزمون XRD و FTIR ضمن تایید پخش یکنواخت هردو ترکیب در بستر فیلم نشاسته، نشان دادند که افزودن آنها تاثیری بر خواص ساختاری فیلم ندارد و هم چنین اتصالات قابل توجهی بین نانوذره، اسانس و رشته های نشاسته ایجاد نشده است. اسانس دارچین بخصوص در غلظت 5 درصد اثر قابل توجهی در افزایش خاصیت آنتی اکسیدانی فیلم نشاسته داشت اما حضور CHNF باعث کاهش فعالیت آنتی اکسیدانی اسانس در فیلم شد. بررسی نرخ رهایش اسانس به داخل اتانول 96 درصد نشان داد که با افزایش دما از 4 به 25 درجه سلسیوس، میزان مهاجرت اسانس در همه نمونه ها به طور قابل توجهی افزایش می یابد. فیلم های حاوی اسانس خالی بیشترین میزان رهایش را داشتند و در حضور CHNF، نرخ رهایش اسانس به صورت کنترل شده درآمد. به طور کلی نتایج این پژوهش نشان داد که با افزودن اسانس دارچین و نانوالیاف کیتوزان به فیلم نشاسته می توان فیلمی با خواص کاربردی مطلوب و با رهایش کنترل شده تولید نمود.
    کلیدواژگان: نشاسته، فیلم فعال، اسانس دارچین، نانو فیبر کیتوزان، کنترل رهایش
  • محمد مهدی احمدی، مرتضی آغباشلو*، علیرضا کیهانی، میثم طباطبائی صفحات 253-270

    در این پژوهش، امکانسنجی دستیابی به هدف انرژی خالص صفر (NZE) بر اساس تعاریف مختلف، شامل سایت انرژی خالص صفر، انرژی اولیه خالص صفر، هزینه انرژی خالص صفر، آلایندگی انرژی خالص صفر و اکسرژی خالص صفر در کارخانه تولید بیواتانول زیست فرآورده سپاهان مورد مطالعه قرار گرفت. در بررسیهای فنی ضمن تعیین مقادیر انرژی مورد نیاز در هر رویکرد، مدلسازی تولید برق در نیروگاه فتوولتاییک متناظر بر اساس میزان تولید و مصرف انرژی کارخانه در نرم افزار سامانه های فتوولتاییک (PVsyst) و برنامه شبیهسازی سیستمهای گذرا (TRNSYS) انجام شد و داده های تولید، مصرف، صادرات و تحویل انرژی سالیانه در هر رویکرد در شرایط لحظهای و در مقیاس ساعت استخراج گردید. با استفاده از داده های به دست آمده، رویکردهای مختلف بر اساس شاخصهای مطابقت بار، خودمصرفی و خودکفایی برق مورد ارزیابی و مقایسه قرار گرفتند. سپس به منظور ارزیابی اقتصادی رویکردهای مذکور، شاخص اقتصادی β بر اساس تعریف ارزش خالص فعلی (NPV) در سه استراتژی قیمتگذاری الف) فروش کل تولید و خرید کل مصرف (BASA)، ب) اندازهگیری خالص مصرف (NEM) و ج) صورتحساب خالص (NB) تعیین گردید. بر اساس ارزیابیهای فنی، رویکرد هزینه انرژی خالص صفر، مناسبترین گزینه برای رسیدن به هدف NZE در این کارخانه بود. همچنین با در نظر گرفتن ملاحظات اقتصادی، رویکرد هزینه انرژی خالص صفر در استراتژی قیمتگذاری BASA با توان اسمی 2/1 مگاوات و شاخص خودمصرفی 2/84 درصد بهترین نتایج را در هر دو ارزیابی فنی و اقتصادی داشت. شاخصهای β و NPV در این رویکرد به ترتیب مقادیر 97/1 و 1,579,512 دلار را داشتند و سرمایهگذاری در این سامانه پس از 1/10 سال از شروع فعالیت وارد مرحله سودآوری (NPV=0) شد.

    کلیدواژگان: کارخانه انرژی خالص صفر، اکسرژی، فتوولتائیک، بیواتانول، ارزش خالص فعلی ‏
  • عباس میرزایی، حسن آزرم، محمد نوشاد*، بهروز علیزاده صفحات 271-285
    نوسانات عرضه گوشت مرغ سلامت محور و سازگار با محیط زیست در بازار منجر به بروز نوسانات قیمت این محصول خواهد شد. از طریق شناسایی مسایل و موانع زنجیره تامین گوشت مرغ می توان بهبود عملکرد پایدار صنعت مرغداری و جلوگیری از نوسانات قیمت گوشت مرغ در بازار را تحقق بخشید. بنابراین، در مطالعه حاضر، موانع و مشکلات موجود در زنجیره تامین پایدار صنعت غذایی گوشت مرغ مورد ارزیابی قرار گرفت. برای این منظور، محدوده تحقیق شهرستان شیراز در استان فارس در نظر گرفته شد. داده ها به صورت مصاحبه عمیق از کارشناسان سازمان امور پشتیبانی دام، کارشناسان وزارت جهاد کشاورزی، محققان دانشگاهی و شماری از تولیدکنندگان برتر مرغ گوشتی، مشاهده اسناد و مدارک جمع آوری شده و مشاهده مستقیم محقق گردآوری شد. سپس با استفاده از تیوری بنیانی، موانع و مشکلات زنجیره تامین پایدار جهت بهبود عملکرد این سیستم استخراج گردید. نتایج نشان داد که پنج چالش اصلی اثرگذار بر زنجیره تامین پایدار گوشت مرغ، شامل عملکرد ضعیف و عدم توسعه زیرساخت های لجستیکی (ادغام 8 مفهوم کلیدی)، مشکلات و موانع متعدد بازاریابی در فرایند زنجیره تامین گوشت مرغ (ادغام 7 مفهوم کلیدی)، اثرات منفی زنجیره تامین گوشت مرغ بر کیفیت محیط زیست (ادغام 6 مفهوم کلیدی)، عدم توجه به مشتری مداری و ترجیحات مصرف کننده (ادغام 3 مفهوم کلیدی) و پایین بودن تقاضای مرغ سالم در کشور (ادغام 4 مفهوم کلیدی) می باشد. شناسایی مشکلات و موانع زنجیره تامین گوشت مرغ می تواند سیاست گذاران را در جهت بهبود عملکرد این زنجیره رهنمون سازد و عرضه به موقع گوشت مرغ سلامت محور و سازگار با محیط زیست با قیمت مناسب را تحقق بخشد.
    کلیدواژگان: زنجیره تامین پایدار، صنعت لجستیک، بازاریابی، تئوری بنیانی، گوشت مرغ
  • سیاوش کسایی پور، محمد مهدی مهارلویی*، حمید مرتضی پور صفحات 287-299
    گرد و غبار می تواند با ایجاد آسیب های فیزیکی، تضعیف تابش رسیده و افزایش درجه حرارت سبب کاهش بازده یک آرایه ی فتوولتاییک شود. تمیزکاری آرایه ها درگیر مسایلی مانند اتلاف آب، انرژی و زمان است. یک وسیله مکانیکی کارآمد می تواند محیط بزرگی را در زمانی به مراتب کمتر از نیروی انسانی تمیز نماید. در تحقیق حاضر ساخت و مطالعه ی عملکرد یک ماشین تمیزکننده مکانیکی بررسی شد. آزمایش هایی با دو عامل نسبت سرعت خطی معادل برس به سکوی تمیزکننده و نوع شوینده، هرکدام در سه سطح، در قالب طرح کامل تصادفی و سه تکرار انجام گردید. ارزیابی ها نشان داد اثر عامل نسبت سرعت بر حذف گرد و غبار پنل در سطح 5 درصد معنی دار است؛ از طرفی اثر هر دو عامل آزمایش، در سطح 5 درصد بر افزایش توان معنی دار بود. نتایج نشان داد ماشین تمیزکننده می تواند با کاهش غلظت گرد و غبار، توان هر پنل 280 واتی را تا 40 وات و بازده را تا 4 درصد افزایش دهد.
    کلیدواژگان: غلظت گرد و غبار، ماده شوینده، برس استوانه ای، بازده الکتریکی
  • محمد حسین پور زرنق، سعید مینایی*، علیرضا مهدویان، محمدهادی خوش تقاضا صفحات 301-309

    در فرآوری سبزی ها و همچنین آماده کردن برای مصرف تازه خوری، قسمت برگی سبزی از ساقه به صورت دستی و غیرمکانیزه جدا می گردد. این تحقیق به منظور طراحی و ساخت یک دستگاه خودکار برای برش دقیق ساقه سبزی های برداشت شده از مزرعه انجام گرفت. برای تشخیص محل برش مناسب از بینایی ماشینی استفاده شد. بدین صورت که پس از قرار دادن محصول بر روی نوار نقاله، به صورت خودکار تصویربرداری می شود و پس از تشخیص محل برش، یک مکانیزم برشی قسمت برگی گیاه را از ساقه آن جدا می کند. سامانه برش طراحی شده برش نمونه ها را با دقتی حدود 3 میلی متر انجام داد. برای تشخیص محل برش و انجام آن حدود 4 ثانیه زمان صرف می شود، درنتیجه بیشینه ظرفیت دستگاه برابر با 15 برش در هر دقیقه است. محصول خروجی دستگاه در مواردی که سبزی های ورودی به صورت یکدست و تازه برداشت شده بودند، کیفیت مناسبی داشت.

    کلیدواژگان: برش دقیق، سبزی، بینایی ماشین
  • کسری مومنیان، لادن رشیدی*، مسعود هماپور صفحات 311-328

    تشخیص و تعیین خواص فیزیکوشیمیایی، ترکیبات موثره روغن زیتون و پایداری اکسایشی آن طی انبارداری از اهمیت خاصی برخوردار است، لذا در این پژوهش برخی از ویژگی های روغن‏ زیتون فرابکر حاصل از میوه زیتون رقم کروناییکی طی دو سال انبارداری در دمای 4 درجه سلسیوس و در تاریکی بررسی شد. نتایج نشان داد که عدد اسیدیته، عدد پراکسید، عدد آنیزیدین و مقدار موم افزایش و میزان ترکیبات غیرقابل صابونی، استرول کل و فنول کل و نیز فعالیت آنتی‏اکسیدانی کاهش یافت. در تعداد کربن معادل تری‏آسیل‏گلیسرول‏‏ها تغییر حایز اهمیتی مشاهده نشد (05/0).

    کلیدواژگان: روغن زیتون بکر، موم، استرول ها، ترکیبات فنولیک
  • شاهین رفیعی*، زینب شعبانی، برات قبادیان صفحات 329-343
    کاهش روز افزون منابع نفتی جهان و افزایش مشکلات زیست محیطی، نیاز به استفاده از منابع سوختی دیگر به منظور جایگزینی دیزل و بنزین را تشدید می کند. بیودیزل، سوختی از روغن های گیاهی یا چربی حیوانی است. هدف از این تحقیق ارزیابی کاربرد سوخت دیسترول بر عملکرد و آلایندگی موتور تراکتور مسی فرگوسن (MF-399) می باشد. برای ارزیابی عملکرد و آلایندگی موتور تراکتور MF-399، در این تحقیق از سوخت دیسترول استفاده شد. متغیرهای مستقل شامل درصد بیودیزل، درصد اتانول و سرعت محور تواندهی و متغیرهای وابسته شامل گشتاور، مصرف ویژه سوخت، هیدروکربن های نسوخته، اکسیدهای نیتروژن، مونوکسید کربن و دی اکسید کربن می باشد. سوخت بیودیزل از روغن کرچک تولید گردید. عملکرد و آلاینده ها موتور با استفاده از ترکیبات بیودیزل، اتانول و دیزل به ترتیب 5 تا 15، 2 تا 6 و 79 تا 93 درصد ارزیابی شد. نتایج نشان داد که دور PTO بر روی کلیه متغیرهای وابسته ولی درصد اتانول فقط روی تولید گشتاور و درصد بیودیزل بر مصرف ویژه سوخت و تولید مونوکسیدکربن و دی اکسیدکربن (در سطح یک درصد) موثر بود. اکسیدهای نیتروژن تولیدی موتور برای ترکیب دور و بیودیزل (rpm950، 15%) و (rpm1000، 5%) به ترتیب ppm2490 و 1198 بود که کاهش 51% نشان داد.
    کلیدواژگان: سوخت دیسترول، عملکرد و آلایندگی، اکسیدهای نیتروژن، تراکتور، MF-399
|
  • Erfan Khosravani Moghadam, Mohammad Sharifi *, Soleiman Hosseinpour, Hooman Sharifnasab Pages 169-182

    There are complexities in today's systems because of the large number of influential factors and the complex relationships that exist between these factors. Therefore, appropriate tools have been developed to analyze complex systems, including the Mahalanobis-Taguchi system, which can make systems simpler and more understandable by extracting real relationships between variables. Thereby in this study, developed Mahalanobis-Taguchi systems was applied to reduce the number of effective variables for broiler breeding, which is one of the important protein sources in Iran. In the developed system, metaheuristic algorithms such as Population-Based Simulated Annealing were used. The results showed that the Population-Based Simulated Annealing algorithm has the ability to optimize this problem and it can reduce the number of variables according to the weights of the target function that they selected by the decision maker. Moreover, in this study, different weights were considered for the objective function. The results and the effect of different weights and the number of variables output from the algorithm were discussed. Based on the different weights for the objective function, the number of variables decreased from 35 to 10 in the first case, 11 in the second case, 10 in the third case and 21 variables in the fourth case

    Keywords: complex systems, poultry industry, management, Simulated annealing algorithm
  • Marzieh Veiskarami, Hossein Jooyandeh *, Mohammad Hojjati, Mohammad Noshad, MohammadAmin Mehrnia Pages 183-195

    The present study was conducted to obtain the optimal formulation of a cheese analog based on corn extract resembled to the low-fat Iranian white cheese. In this study, the effects of whey protein concentrate (WPC) and milk protein concentrate (MPC) each in the powder form and at the levels of 5, 10 and 15% and corn extract prepared from sweet corn seeds with two water extraction levels of 15 and 25% (water: corn ratio; w/v) were evaluated on the texture profile and microbial quality of the cheese analog samples during 60 days storage in a refrigerator. The results showed that by increasing the percentage of the corn extract, hardness and chewability of the cheese analog samples were decreased and with increasing values ​​of WPC and MPC, the values ​​of hardness, gumminess and cohesiveness of cheese analog samples were increased. Based on the results of this study, a corn cheese analog sample with acceptable quality could be produced by using 15% of all the three variables, i.e. corn to water extraction ratio, WPC and MPC.

    Keywords: Cheese analog ultrafiltrated, corn extract, whey protein, milk protein, Concentrate
  • Morteza Taki *, Rouhollah Farhadi Pages 197-209

    In this study, the amount of shadow in different types of flat-plate solar collectors according to the geographical conditions of Iran was estimated by using artificial neural network models (MLP and RBF) and Support Vector Machine (SVM). In this study, two types of LM and BR training algorithms with sigmoid tangent transfer function (TanSig) and different number of neurons in a hidden layer with k-fold cross validation method were used to create random datasets at each stage of modeling. The results showed that the MLP model with BR training algorithm and (5-23-1) structure, can create high-precision data similar to real values. The average MAPE and R2 statistics for the above model were estimated to be 0.42 ± 0.10 and 0.99±0.01, respectively. Also, there was no significant difference between the actual data and the predicted values (95% probability) at mean, variance and distribution. The results of sensitivity analysis showed that the distance of the absorber plate and the glass cover is the most important factor influencing the formation of shadows.

    Keywords: Artificial Intelligence, k-fold cross validation model, Energy Efficiency
  • Siamak Gheibi *, Narges Malekjani, Majid Javanmard Dakheli Pages 211-221
    The effect of aqueous extracts of propolis gained using different extraction methods (soaking, Soxhlet, microwave and ultrasound) on the raw milk quality was investigated. Chemical (pH and acidity), microbial (total count, coliform, yeast and mold) and sensory (color and odor) properties were evaluated at 30 and 5 for 12 and 96 h, respectively. The highest amount of total phenolic compounds (7.4±0.1 (g/100g) and the antioxidant activity (52.0±1.8%) was observed in the Soxhlet extract. Despite the lowest amount of total phenolic compounds and antioxidant activity (2.6±0.6 g /100 g and 26±2.2%, respectively), soaking showed a more appropriate effect regarding growth inhibition of total bacterial counts (6.0±0.0 and 6.9±0.0 log cfu/ml), yeasts (4.5±0.0 and 4.0±0.0 log cfu/ml) and coliforms (5.1±0.1 and 4.1±0.0 log cfu/ml) at both temperatures of 5 and 30 compared to the control group showing the better performance of this methods in the extraction of the effective inhibiting compounds. The propolis extracts obtained from different extraction methods were effective in controlling pH and acidity in both temperatures during storage compared to the control samples. No organoleptic changes were observed during storage of the samples. Propolis extract (except extract gained by Soxhlet) extended the shelf life of milk at 30 and 5 for 3 and 24 h, respectively.
    Keywords: Extraction methods, Microbial count, propolis, raw milk, Total phenolic compounds
  • Parsa Haidary, Ali Hajiahmad *, AmirHossein Mirzabe Pages 223-236

    Three methods of separating hollow from fill seeds have been studied to improve the separation quality of pumpkin seeds. In the first method, the seperation was performed based on seeds’heat capacity by measuring the seeds’ temperature with a thermal camera and examining the seeds’ cooling process. In the second method, the seeds’ terminal velocities were obtained by theoretical calculations and then examined by a practical experiment using an electro-fan. In the third method, with theoretical calculations and obtaining the frictional and electrostatic forces, this method’s efficiency was evaluated in practice by a rotating disc. These three methods were evaluated based on accuracy, cost, required time of the process, and equipment used. In this study, it was found that the accuracy of the separation method based on heat capacity (100%) is higher than all methods, followed by the method based on limit velocity (93%) and coefficient of friction (86%), respectively.

    Keywords: Thermal imaging, Terminal velocity, image processing, Electrostatic
  • Hadi Almasi *, Neda Bohlul Dananadeh, Sina Ardebilchi Marand Pages 237-251
    In this research, antioxidant active nanocomposite film based on starch was prepared by incorporation of cinnamon essential oil (CEO) and chitosan nanofibers (CHNF). Both of the additives were added at concentrations of 0, 2.5 and 5 % and their effect on barrier, mechanical and morphological characteristics and antioxidant properties were investigated. Also, the release rate of CEO from nanocomposites was studied at two temperatures. With adding CEO water vapor permeability (WVP) was increased, but moisture absorption was decreased. However, CHNF caused to significant decrease of both parameters. CEO decreased the tensile strength of starch films but CHNF increased tensile strength and decreased elongation of films. Results of XRD and FTIR tests approved the homogenous distribution of CEO and CHNF in starch matrix. Also they approved that there are no structural changes and no new interactions after addition of CEO and CHNF to starch film. CEO especially in the concentration of 5% significantly increased the antioxidant activity of starch film, but CHNF decreased its antioxidant activity. Investigation of release rate of essential oil into ethanol (96 %) revealed that by increasing temperature from 4 to 25 °C, the release rate was significantly increased in all samples. The films containing CEO had the highest release rate and its release was controlled after incorporation of CHNF. Generally, the results of this research indicated that by addition of CEO and CHNF to starch film can prepare films with good properties and controlled release characteristics.
    Keywords: starch, Active film, Cinnamon essential oil, chitosan nanofibers, release controlling
  • MohammadMahdi Ahmadi, Mortaza Aghbashlo *, Alireza Keyhani, Meisam Tabatabaei Pages 253-270

    In this study, the feasibility of achieving the net-zero energy (NZE) target has been studied in a bioethanol production complex (Zist Faravarde Sepahan) based on different NZE definitions, including net-zero site energy, net-zero source energy, net-zero energy cost, net-zero energy emission, and net-zero exergy. In the technical investigations, the energy required for each approach has been determined, and then the corresponding photovoltaic power plant has been simulated in photovoltaic systems software (PVsyst) and transient systems simulation program (TRNSYS) by considering the generated and consumed energy. Afterward, the annual cumulative data of generation, consumption, export, and delivery energies of the complex have been extracted in the transient hourly conditions. The load matching, self-consumption, and electricity self-sufficiency indices were determined and compared in different approaches based on the hourly data. In the next step, β factor that is a fraction of the net present value (NPV) definition has been studied for the economic evaluation of the approaches in three pricing strategies: a) Buy all sell all (BASA), b) Net energy measurement (NEM) and c) Net billing (NB). Based on the technical evaluation, the net-zero energy cost approach is the most appropriate option to achieve the NZE target in the complex. Considering economic considerations, the net-zero energy cost in the BASA pricing strategy with a nominal power of 1.2 MWp < /sub> and a self-consumption index of 84.2% has the best results in both technical and economic investigations. β factor and NPV indices are 1.97 and $ 1,579,512 in this approach, respectively. The profitability phase (NPV = 0) will start after 10.1 years operation of the system.

    Keywords: Net-zero energy factory, Exergy, Photovoltaic, Bioethanol, Net Present Value
  • Abbas Mirzaei, Hasan Azarm, Mohammad Noshad *, Behrooz Alizadeh Pages 271-285
    Fluctuations in the supply of health-oriented and environmentally friendly chicken meat in the market will lead to price fluctuations of this product. By identifying the barriers and problems of the chicken meat supply chain, it is possible to improve the sustainable performance of this industry and prevent price fluctuations. Therefore, in the present study, the barriers and problems were evaluated in the sustainable supply chain of the chicken meat industry. For this purpose, ​​Shiraz County in Fars province was considered. Data were collected through in-depth interviews with experts from the Livestock Support Organization, experts from the Ministry of Jihad for Agriculture, academic researchers and a number of top producers, observation of documents and direct observation of the researcher. Then, barriers and problems of sustainable supply chain were extracted to improve the performance of this system using grounded theory. The results showed that there are five main challenges affecting the sustainable supply chain of chicken meat, including poor performance and lack of logistics infrastructure development (integration of 8 key concepts), marketing problems and barriers in the process of supply chain (integration of 7 key concepts), negative effects of the supply chain of chicken meat on the quality of the environment (integration of 6 key concepts), lack of attention to customer orientation and consumer preferences (integration of 3 key concepts) and low demand for healthy chicken in the country (integration of 4 key concepts). Identifying the barriers and problems of the chicken meat supply chain can guide policy-makers to improve the performance of this chain and realize the supply of health-oriented and environmentally-friendly chicken meat at a reasonable price.
    Keywords: Sustainable Supply Chain, logistics industry, Marketing, Grounded theory, Chicken meat
  • Siavash Kasaeipour, Mohammadmehdi Maharlooei *, Hamid Mortezapour Pages 287-299
    Dust deposition on the photovoltaic (PV) arrays surface may cause physical damages, weakens the sun's radiation, and increases the panel temperature that results in the reduction of the electrical efficiency of the panel. PV array cleaning is engaged with issues such as water and energy consumption, and long operating time. An efficient mechanical cleaner improves the cleaning operations compared to the manual operation. In this study, development of a mechanical cleaning machine for photovoltaic arrays surface was carried out. The machine was evaluated using two factors including: the equivalent speed ratio of the brush to the cleaning platform, and the type of detergent at three levels, respectively. The tests were arranged at completely randomized design with three replications. The results showed that the effect of equivalent speed ratio of the brush to the cleaning platform on dust removal was significant (p < 0.05). Also, the effect of all studied factors on output power was significant (p < 0.05). It was revealed that the cleaning machine can increase the amount of power in each 280-Watt panel by up to 40 Watt and the efficiency up to 4%.
    Keywords: Dust concentration, detergent, Cylindrical Brush, Electrical efficiency
  • Mohammad Hosseinpour Zarnaq, Saeid Minaei *, Alireza Mahdavian, MohammadHadi Khoshtaghaza Pages 301-309

    In the processing of vegetables as well as preparation for fresh consumption, the leaf part of the vegetable is separated from the stem manually and non-mechanically. This research was carried out in order to design and development an automatic system for precise cutting of vegetable stems harvested from the field. Machine vision was used to determine the appropriate cutting position. In this way, after placing the product on the conveyor, it is automatically photographed and after identifying the cutting location, a cutting mechanism separates the leaf part of the plant from its stem. The designed cutting system performed the cutting of the samples with an accuracy of about 3 mm. It takes about 4 seconds to identify the cutting location and perform cutting, so the maximum capacity of the machine is 15 cuts per minute. The output of the machine had acceptable quality in cases where the incoming vegetables were evenly and freshly harvested.

    Keywords: precise cutting, vegetable, Machine Vision
  • Kasra Mommenian, Ladan Rashidi *, Masoud Homapour Pages 311-328

    Detection and determination of physicochemical properties, effective compounds of olive oil as well as its oxidative stability during storage is of particular importance, therefore, in this study, some properties of extra virgin olive oil obtained from the olive fruit of Kronaikei cultivar during two years of storage at 4°C and in darkness were investigated. The results showed that the acid value, peroxide value, anisidine index and wax content increased and the unsaponifiable matter, total sterol, and total phenol contents as well as antioxidant activity decreased. No significant change was observed in the amounts of equivalent carbon equivalent (ECN) of triacylglycerols during storage (p > 0.05). The main fatty acid and sterol were oleic acid and bet-sitosterol, respectively, and the major biophenolic compound was ferulic acid followed by cafeic acid, catechin, and oleuropein, respectively. Also, the monounsaturated fatty acid content decreased and the content of polyunsaturated fatty acids increased. No important change was seen in the quantity of fatty acid and sterol compounds of storaged olive oils. All quality parameters and physicochemical properties measured during the two years of storage of olive oils were in the range of the limits specified for extra virgin olive oil in the National Standard of Iran No. 1446 as titled “olive oil - characteristics and test methods”.

    Keywords: Virgin Olive Oil, wax, Sterols, phenolic compounds
  • Shahin Rafiee *, Zeinab Shabani, Barat Ghobadian Pages 329-343
    The declining global oil resources and increasing environmental problems are exacerbating the need to use other fuel sources to replace diesel and gasoline. Biodiesel is a fuel from vegetable oils or animal fats. Biodiesel is a fuel from vegetable oils or animal fats. The aim of this study was to evaluate the application of diesetrol fuel on the performance and pollution of the Massey Ferguson (MF-399) tractor engine. To evaluate the performance and pollution of the MF-399 tractor engine, distrol fuel was used in this study. Disterol is a mixture of diesel fuel and methyl ester of vegetable oil called biodiesel. Independent variables include the percentage of biodiesel, the percentage of ethanol and the PTO speed, and the dependent variables include torque, SFC, HC, NOx, CO, and CO2. For this purpose, biodiesel fuel was produced from castor oil using a trans-esterification reaction and its important features were matched with the ASTM D6751-09 standard. The performance of the tractor engine emissions using 5 to 15% of biodiesel fuel compounds, 2 to 6% of ethanol and diesel fuel were tested and evaluated. The results showed that the distance had a significant effect on all dependent variables, and the percentage of ethanol was effective only on the production of torque, and the percentage of biodiesel was effective on specific fuel consumption and production of carbon monoxide and carbon dioxide. NOx produced by the engine for the PTO speed and percentage of biodiesel (950 rmp, 15%) and (1000 rmp, 5%) were 2490 and 1198 ppm, respectively, which showed a decrease of 51%.
    Keywords: Diesetrol fuel, Performance, Emissions, NOx, MF-399 tractor