عنوان :

مقاله برخی خواص فیزیکی و مکانیکی فندق و مغز آن

تعداد صفحات : ۲۲

نوع فایل : ورد و قابل ویرایش

چکیده

در این تحقیق تعدادی از خواص فیزیکی دانه و مغز فندق رقم محلی قزوینی، به صورت تابعی از رطوبت در محدوده ۵% تا ۲۰% بر پایه تر اندازه‌گیری و ارزیابی گردید. تعیین خواص فیزیکی و مکانیکی محصولات کشاورزی به عنوان مبنایی برای طراحی و ساخت ماشین‌ها و تجهیزات انتقال، درجه‌بندی و فرآوری محصولات کشاورزی همیشه مورد توّجه بوده است.

طبق بررسی‌های انجام شده تحقیقی پیرامون خواص بیومکانیکی فندق انجام نشده است. از این‌رو، در راستای مکانیزاسیون عملیات فرآوری فندق در تحقیق حاضر برخی پارامترهای بیوفیزیکی‌ ــ مکانیکی آن تعیین می‌گردد. بر این اساس هدف از انجام این تحقیق، تعیین برخی خواص فیزیکی و مکانیکی فندق و مغز آن بصورت زیر می‌باشد:

۱- تعیین خواص فیزیکی فندق‌ و مغز فندق رقم محلی قزوینی شامل ابعاد (طول، پهنا و ضخامت)، قطر متوسط هندسی، کُرویت، جرم واحد دانه و نسبت پوست فندق در محدوده رطوبتی ۵% تا ۲۰%.

۲- تعیین خواص مکانیکی فندق و مغز آن شامل: نیرو و انرژی شکست فندق و مغز آن و نیز تغییر شکل‌پذیری فندق و مغز آن تا نقطه شکست در دو سطح رطوبتی ۵% و ۱۰% در بارگذاری در امتداد سه محور اصلی فندق.

نتایج نشان داد که خواص فیزیکی دانه و مغز فندق شامل ویژگی‌های ابعادی (طول، عرض و ضخامت)، وزن و خواص هندسی (قطر متوسط هندسی، حجم، مساحت سطح رویه و سطح مقطع) با افزایش رطوبت، افزایش می‌یابد.

کُرویت دانه و مغز فندق با افزایش رطوبت کاهش می‌یابد.

رطوبت و جهت بارگذاری نیروی شکست و تغییرشکل ویژه تا گسیختگی دانه فندق را بطور معنی‌داری تحت تأثیر قرار می‌دهد. با افزایش رطوبت نیروی شکست دانه کاهش می‌یابد، در حالی که تغییر شکل ویژه شکست  افزایش می‌یابد.

متوسط نیروی شکست دانه فندق در سه جهت بارگذاری بطور قابل ملاحظه‌ای بیشتر از مقدار آن برای مغز فندق بود. از این‌رو، حساسیت آن نسبت به شکستگی زیاد است.

کلیدواژه: خواص فیزیکی، خواص مکانیکی، نیروی شکست، فندق، مغز فندق

فهرست مطالب

چکیده    ۱
مقدمه    ۲
مواد و روشها    ۴
خواص فیزیکی    ۵
خواص مکانیکی    ۶
نتایج و بحث    ۷
نتیجه‌گیری    ۱۶
منابع    ۱۸

منابع

ایمان‌مهر، ع.، قبادیان، ب.، مینایی، س. و فردمال، ج. ۱۳۸۵٫ تعیین برخی خواص فیزیکی دانه کلزا (واریته لیکورد). مجله تحقیقات مهندسی کشاورزی، جلد ۷، شماره۲۹، ۱۱۹-۱۲۸٫

برگونیو، اف.، ای. ژرمن و ژ. پ. ساراکویین. ۱۳۷۷٫ فندق، کشت و تولید. مترجم محمود درویشیان. انتشارات فنی ایران. تهران. ۱۷۶ ص.

مدیریت ترویج و مشارکت مردمی و مدیریت رزاعت و باغبانی استان قزوین. ۱۳۸۰٫ فندق. تهران: نشر و تصویر.

‌یزدی‌صمدی، ب.، عبدالمجیدی، ر.، و ولی‌زاده، م. ۱۳۷۶٫ طرح‌های آماری در پژوهش‌های کشاورزی. مؤسسه انتشارات و چاپ دانشگاه تهران.

۱۹۹۸٫ ASAE Standard: ASAE S401.1. Compression tests of food materials of convex shape. American Society of Agriculturual Engineers, St. Joseph, Michigan 49085.

Amin, M. N., Hossain, M. A., & Roy, K. C. (2004). Effects of moisture content on some physical properties of lentil seeds. Journal of Food Engineering, 65, 83–۸۷٫

Aydin, C. (2002). Physical properties of hazelnuts. Biosystems Engineering, 82(3), 297-303.

Aydin, C. (2003). Physical properties of almond nut and kernel. Journal of Food Engineering, 60, 315–۳۲۰٫

Balasubramanian, D. (2001). Physical properties of raw cashew nut. J. Agric. Engng Res., 78 (3), 291-297.

Guner, M.; Dursun, E. & II.G. Dursun. (2003). Mechanical behaviour of hazelnut under compression loading. Biosystems Engineering, 85(4), 485–۴۹۱٫

Kashaninejad, M., Mortazavi, A., Safekordi, A., & Tabil, L. G. (2006). Some physical properties of pistachio (Pistacia vera L.) nut and its kernel. Journal of Food Engineering, 72, 30–۳۸٫

Kingsly, A. R. P., Singh, D. B., Manikantan, M. R., & Jain, R. K. (2006). Moisture dependent physical properties of dried pomegranate seeds (Anardana). Journal of Food Engineering, 75, 492–۴۹۶٫

مقدمه

فندق یکی از محصولات باغبانی ــ خشکباری است که ارزش غذایی بالایی در تغذیه انسان دارد. ضمناً این محصول ارزش صادراتی بالایی دارد، به همین دلیل توّجه به توسعه و بهبود روند تولید و فرآوری آن از اهمّیت خاصی برخوردار است. کشور ایران پس از کشورهای ترکیه، ایتالیا، اسپانیا و آمریکا رتبه پنجم جهانی تولید فندق در دنیا را دارا است. عمده صادرات این محصول به کشورهای حاشیه خلیج‌فارس بوده است. از محل‌های عمده تولید فندق منطقه الموت واقع در شمال استان قزوین و رشته کوه‌های البرز است. با توّجه به استعداد منطقه، امکان توسعه سطح زیر کشت این محصول و نیز ایجاد صنایع غذایی وابسته، سیستم‌های فر‌آوری و بسته‌بندی به منظور ورود به بازارهای جهانی را دارد [۳]. از این‌رو، جهت توفیق در تولید و توسعه سطح زیر کشت این محصول توّجه به ایجاد دستگاه‌های فرآوری مناسب جهت عرضه محصول مرغوب و با کیفیت بالا اجتناب ناپذیر است [۲].

تعیین خواص فیزیکی و مکانیکی محصولات کشاورزی به عنوان مبنایی برای طراحی و ساخت ماشین‌ها و تجهیزات انتقال، درجه‌بندی و فرآوری محصولات کشاورزی همیشه مورد توّجه بوده است. اصولاً طراحی ماشین‌های کشاورزی بدون توّجه به این پارامترها ناقص و منجر به نتایج ضعیف خواهد گردید. بعضی از خواص فیزیکی وابسته به رطوبت مواد کشاورزی عبارتند از شکل، اندازه (ابعاد)، جرم، چگالی توده، چگالی حقیقی، تخلخل و ضریب اصطکاک روی سطوح مختلف [۱۴]. تحقیقات زیادی در دنیا در زمینه تعیین خواص بیومکانیک محصولات مختلف کشاورزی صورت گرفته است. از جمله این محصولات می‌توان به دانه سورگوم، دانه انار، نخود، نخود سبز، عدس، دانه بامیه، دانه کلزا، بلارد[۱]، بادام و مغز آن، پسته و مغزش اشاره نمود [۱۵، ۱۲، ۱۳، ۱۶، ۶، ۲۲، ۱، ۹، ۸، ۱۹، ۲۰، ۲۱ و ۱۱]. کلیه مطالعات فوق نشان داده‌اند که خواص فیزیکی بشدت تحت تأثیر رطوبت محصول بوده‌اند.

در رابطه با فندق چندین تحقیق برای تعیین خواص فیزیکی و مکانیکی انجام شده است. آیدین[۲] (۲۰۰۲) مقادیر خواص فیزیکی (خصوصیات ابعادی و شکلی، چگالی‌ها و تخلخل)، ضریب اصطکاک، سرعت حد و نیروی شکستن فندق و مغز فندق رقم Tombul ترکیه که از تولیدکنندگان عمده تولید فندق است را در سه سطح رطوبت ۳%، ۹ و ۲۰% بر پایه تر تعیین کردند [۷].

گونر[۳] و همکاران (۲۰۰۳) رفتار مکانیکی فندق و مغز آن را تحت بارگذاری فشاری بین دو صفحه تخت بررسی کردند. آنان در این تحقیق پارامترهای نیرو، تغییرشکل نسبی در نقطه شکست و انرژی شکست را در سه محور بارگذاری X، Y و Z مطابق شکل ۱ مطالعه کردند. نتایج آزمون مکانیکی نشان داد که رفتار مکانیکی فندق در بارگذاری در امتداد محور X و Y به رطوبت بستگی داشت، در صورتی‌که در امتداد محور Z ارتباط معنی‌داری با رطوبت نشان نداد. آنان همچنین گزارش کردند که تغییرشکل تا نقطه شکست و انرژی شکست پوسته عموماً با افزایش رطوبت افزایش می‌یافت، در حالی‌که نیروی شکست با افزایش رطوبت، کاهش معنی‌داری نشان داد. بررسی نتایج خواص فیزیکی نشان داد که ارقام مختلف با هم اختلاف معنی‌داری دارند و مقادیر تعیین شده با نتایج تحقیق آیدین (۲۰۰۲) مطابقت داشته‌اند [۱۰].

اوزدمیر و آکین‌چی[۴] (۲۰۰۴) خواص فیزیکی و غذایی چهار رقم فندق تجاری ترکیه را تعیین و مقایسه نمودند. نتایج تحقیق آنان نشان داد که بطور کلی تمام خواص فیزیکی ارقام مورد مطالعه از نظر آماری با هم متفاوت است [۱۷].

پلیستیچ[۵] و همکاران (۲۰۰۶) خواص فیزیکی و نیروی شکستن فندق و مغز فندق رقم محلی کشور کرواسی را بصورت تابعی از رطوبت در چهار سطح رطوبت در محدوده رطوبت ۲/۶% تا ۷/۲۸% بر پایه تر تعیین کرده و برای آن‌ها روابط رگرسیونی ارائه کردند. نتایج خواص ابعادی فندق رقم مورد مطالعه آنان نشان داد که این رقم بزرگ‌تر از ارقام ترکیه‌ای است که آیدین (۲۰۰۳) تعیین کرده بود. همچنین نتایج خواص ابعادی مغز فندق نشان داد که رقم کشور کرواسی کشیده‌تر و پهن‌تر از ارقام ترکیه‌ای و البته دارای کُرویت کم‌تری است [۱۸].

طبق بررسی‌های انجام شده تحقیقی پیرامون خواص بیومکانیکی فندق انجام نشده است. از این‌رو، در راستای مکانیزاسیون عملیات فرآوری فندق در تحقیق حاضر برخی پارامترهای بیوفیزیکی‌ ــ مکانیکی آن تعیین می‌گردد. بر این اساس هدف از انجام این تحقیق، تعیین برخی خواص فیزیکی و مکانیکی فندق و مغز آن بصورت زیر می‌باشد:

۱- تعیین خواص فیزیکی فندق‌ و مغز فندق رقم محلی قزوینی شامل ابعاد (طول، پهنا و ضخامت)، قطر متوسط هندسی، کُرویت، جرم واحد دانه و نسبت پوست فندق در محدوده رطوبتی ۵% تا ۲۰%.

۲- تعیین خواص مکانیکی فندق و مغز آن شامل: نیرو و انرژی شکست فندق و مغز آن و نیز تغییر شکل‌پذیری فندق و مغز آن تا نقطه شکست در دو سطح رطوبتی ۵% و ۱۰% در بارگذاری در امتداد سه محور اصلی فندق.

مواد و روش‌ها

حدود ۱۵ کیلوگرم فندق تَر از منطقه الموت تهیه شد. فندق‌‌های مورد نظر بصورت دستی پوست‌گیری شده، دانه‌های نارس، شکسته و مواد زائد از آن خارج گردید. برای تعیین رطوبت اولیه فندق از دستورالعمل موجود برای محصول مشابه (بادام زمینی) استفاده شد. مطابق دستورالعمل ASAE S410.1 و نمودار شکل ۲ رطوبت اولیه فندق از طریق قراردادن سه نمونه ۷۰ گرمی در دمای ۱۳۰ درجه سلسیوس به مدت ۶ ساعت حدود ۲۳% بر پایه تر تعیین گردید [۵]‍‍.

خواص فیزیکی

برای تعیین خواص فیزیکی فندق و مغز آن بر حسب رطوبت چهار سطح ۵، ۱۰، ۱۵ و ۲۰ درصد بر پایه تر در نظر گرفته شد. سطوح مختلف رطوبت مورد نظر دانه‌ها از طریق خشک‌کردن در هوای آزاد و توزین‌‌های پی در پی و محاسبۀ کاهش وزن تا رسیدن به سطح مطلوب ایجاد شد.

برای اندازه‌‌گیری‌های ابعادی دانه و مغز فندق (مطابق شکل ۲) و جرم واحد دانه، هشتاد دانه از رقم مورد نظر در هریک از چهار سطح رطوبتی به طور تصادفی انتخاب شده به کمک کولیس دیجیتالی (با دقّت ۰۱/۰ میلی‌متر) و ترازوی الکترونی (با دقّت یا ۰۱/۰ گرم) انجام شد. حجم (V)، قطر متوسط هندسی[۱] (D_g) و کُرویت (f) فندق و مغز آن در هر سطح رطوبتی به ترتیب از روابط ۱ تا ۳ محاسبه می‌گردد [۱۴].

که در آن‌ها:

   V= حجم، ^۳mm

 D_g= قطر متوسط هندسی، mm

   f= کُرویت، درصد

  L = طول، mm

  W= پهنا، mm

   T= ضخامت، mm

نسبت پوست (R_s) یا درصد جرمی پوست[۲] از توزین وزن پوست هر دانۀ فندق و محاسبۀ نسبت وزن پوست (M_s) به وزن فندق کامل (M) مطابق رابطۀ ۴ تعیین گردید [۲۰].

[۱]. Geometric mean diameter

[۲]. Shell mass percentage or shell ratio

[۱]. Cashew nut

[۲]. Aydin

[۳]. Guner

[۴]. Ozdemir & Akinci

[۵]. Pliesic

جهت دریافت و خرید متن کامل مقاله و تحقیق و پایان نامه مربوطه بر روی گزینه خرید انتهای هر تحقیق و پروژه کلیک نمائید و پس از وارد نمودن مشخصات خود به درگاه بانک متصل شده که از طریق کلیه کارت های عضو شتاب قادر به پرداخت می باشید و بلافاصله بعد از پرداخت آنلاین به صورت خودکار  لینک دنلود مقاله و پایان نامه مربوطه فعال گردیده که قادر به دنلود فایل کامل آن می باشد .