تعیین خواص مکانیکی چغندرقند (.Beta vulgaris L) در بارگذاری شبه استاتیک

نویسندگان
بیژن خورشیدپور 1
مسعود هنرور 2
حسین احمدی چناربن 3
1 دانشجوی دکتری، گروه علوم و صنایع غذایی، دانشکده علوم کشاورزی و صنایع غذایی، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران.
2 دانشیار، گروه علوم و صنایع غذایی، دانشکده علوم کشاورزی و صنایع غذایی، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران.
3 استادیار، گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، واحد ورامین– پیشوا، دانشگاه آزاد اسلامی، ورامین، ایران.
10.52547/fsct.18.120.20
چکیده
تعیین خواص مکانیکی انواع محصولات کشاورزی به منظور تحلیل رفتار آنها به هنگام انتقال، فرآوری و طراحی دقیق ماشین‌ها جهت به حداقل رساندن ضایعات، ضروری است. لذا در این پژوهش تاثیر جرم در سطوح 500 m> و 500 m≤ گرم همچنین سرعت بارگذاری در سطوح 5.4، 7.5 و 10.5 میلی‌متر بر دقیقه بر بعضی از ویژگی‌های مکانیکی غده‌های چغندرقند نظیر نیروی شکست، تغییر شکل در نقطه شکست و انرژی شکست مورد بررسی قرار گرفت. در ادامه برای تجزیه و تحلیل داده‌ها از آزمایش فاکتوریل در قالب طرح پایه کاملاً تصادفی استفاده شد و مقایسه میانگین­ها توسط آزمون چند دامنه­ای دانکن سطح احتمال یک درصد انجام پذیرفت. طبق نتایج، تاثیر سرعت بارگذاری بر تمام ویژگی‌های مکانیکی معنی‌دار بود اما غیر از نیروی شکست، سطوح مختلف جرم از تاثیری معنی‌ دار بر انرژی شکست و تغییر شکل در نقطه شکست برخوردار نبودند. در همین راستا بیشترین مقدار نیروی شکست (N72.3) در نمونه‌های با جرم g500 m> و در سرعت بارگذاری mm/min 4.5 اما کمترین مقدار آن (N42.4) در نمونه‌های با جرم g500 m≤ و در سرعت بارگذاری mm/min10.5 اندازه‌گیری شد. در همین راستا بیشترین مقدار تغییر شکل در نقطه شکست (mm25.28) در نمونه‌های با جرم g500 m> و در سرعت‌ بارگذاری mm/min4.5 و کمترین مقدار آن (mm16.4) در نمونه‌های با جرم g500 m≤ و در سرعت‌ بارگذاری mm/min 10.5 به دست آمد. همچنین بیشترین (mJ82.1) و کمترین (mJ26.48) مقدار انرژی شکست در نمونه‌های با جرم g500 m> و به ترتیب در سرعت‌های بارگذاریmm/min 4.5 و 10.5 تعیین گردید.

کلیدواژه‌ها
چغندرقند
نیروی شکست
انرژی شکست
خواص مکانیکی

موضوعات

عنوان مقاله English

Determination of mechanical properties of sugar beet under quasi-static loading

نویسندگان English

Bijan Khorshidpour 1
masoud honarvar 2
Hossein Ahmadi Chenarbon 3
1 Ph.D student, Department of Food Science and Technology, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran.
2 Associated Professor, Department of Food Science and Technology, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran.
3 Assistant Professor, Department of Agronomy, College of Agriculture, Varamin - Pishva Branch, Islamic Azad University, Varamin, Iran.
چکیده English

Determining the mechanical properties of various agricultural products is necessary to analyze their behavior during transport, processing and precision design of machines to minimize waste. Therefore, in this study, the effect of mass at the levels of m> 500 and m≤ 500 g as well as the loading speed at the levels of 4.5, 7.5 and 10.5 mm/min on some mechanical properties of sugar beet such as rupture force, deformation at rupture point and rupture energy were examined. Then, for data analysis, factorial experiment based on a completely randomized design was used and the comparison of means was performed by Duncanchr('39')s multiple range test at α=1%. According to the results, the effect of loading speed on all mechanical properties was significant, but except for the rupture force, different mass levels did not have a significant effect on the deformation at rupture point and rupture energy. In this regard, the highest rupture force (72.3 N) in samples with mass of m>500 g and in the loading speed of 4.5 mm/min, but the lowest amount (42.4 N) in samples with mass of m≤500 g and in the loading speed of 10.5 mm/min was measured. In this regard, the highest deformation at the rupture point (25.28 mm) in samples with mass of m > 500 g and in loading speed 4.5 mm/min and the lowest amount (16.4 mm) in samples with mass m≤500 g and in speed ‌Load 10.5 mm/ min was obtained. Also, the highest (82.1 mJ) and lowest (26.48 mJ) values of rupture energy were determined in samples with mass of m > 500 g and loading speeds of 4.5 and 10.5 mm/min, respectively.

کلیدواژه‌ها English

Sugar beet
Rupture force
Rupture energy
Mechanical properties
[1]. Trebbi, D. 2005. Genetic analysis of sucrose accumulation in sugar beet (Beta vulgaris L.). Unpublished Ph.D. Dissertation. Michigan State University, East Lansing, MI, USA.
[2]. Pan, L., Lu, R., Zhu, Q., Tu, K., and Cen, H. 2016. Predict compositions and mechanical properties of sugar beet using hyperspectral scattering. Food Bioprocess Technology. 9: 1177-1186.
[3]. Khazaei, J., and Daneshmandi, S. 2007. Modeling of thin-layer drying kinetics of sesame seeds: mathematical and neural networks modeling. International Agrophysics. 21: 335-348.
[4]. Khorshidpour, B., Honarvar, M., and Ahmadi Chenarbon, H. 2020. Assessment of several hydrodynamic properties of sugar beet (Beta vulgaris L.). Journal of Food Science and Nutrition.8(10): 5641-5649.
[5]. Rozbahani, A., Movahhed, S., and Ahmadi Chenarbon, H. 2019. Mathematical modeling of hydrodynamic properties of lime (Mexican lime). Journal of Food Process Engineering. 42(4): e13054.
[6]. Jahanbakhshi, A., Abbaspour-Gilandeh, Y., Ghamari, B., and Heidarbeigi, K. 2019. Assessment of physical, mechanical, and hydrodynamic properties in reducing postharvest losses of cantaloupe (Cucumis melo var. Cantaloupensis). Journal of Food Process Engineering. 42 (5): e13091.
[7]. Rasekh, M. 2014. Some of mechanical properties of black-eyed pea (Vigna sinensis L.). Journal of Food Science and Technology. 44(11): 35-46.
[8]. Kilickan, A., and Guner, M. 2008. Physical properties and mechanical behavior of olive fruits (Olea europaea L.) under compression loading. Journal of Food Engineering. 7(3): 222-228.
[9]. Ahmadi Chenarbon, H., and Hasheminia, S. M. 2005. The study of mechanical properties of soybean kernel under compressive loading. 9th International Conference on Agrophysics, Lublin, Poland.
[10]. Altuntaş, E. 2015. The post-harvest engineering properties of Japan flowering crabapple (Malus floribunda) fruits. Agricultural Engineering International: CIGR Journal. 17(1): 264–272.
[11]. Akbarnejad, A., Azadbakht, M., & Asghari, A. 2017. Studies of the selected mechanical properties of Banana (Cavendish var.). International Journal of Fruit Science. 17: 93–101.
[12]. Reddy, B. S., and Srinivas, P. 2017. Effect of fruit size and maturity on selected mechanical properties of tomato. International Journal of Pure and Applied Bioscience. 5(4): 1730–1737.
[13]. Jahanbakhshi, A., Abbaspour-Gilandeh, Y., and Gundoshmian, T. M. 2018. Determination of physical and mechanical properties of carrot in order to reduce waste during harvesting and post-harvesting. Food Science and Nutrition. 6: 1898–1903.

[14]. Mirzaei, M., Movahhed, S., Asadollahzadeh, M. J., and Ahmadi Chenarbon, H. 2020. Effect of carboxy methyl cellulose and locust bean gums on some of physicochemical, mechanical and textural properties of extruded rice. Journal of Texture Studies. 52(4): 91-100.
[15]. Aydin, C. 2002. Physical properties of hazel nuts. Journal of Biological Engineering. 82: 297-303.
[16]. Koyuncu, M. A., Ekinci, K., and Savran, E. 2004. Cracking characteristics of walnut. Journal of Biological Engineering. 87: 305-311.
[17]. Tekin, Y., Isik, E., Unal, H., and Okorsoy, R. 2006. Physical and Mechanical properties of Turkish Goynuk Bombay Beans (Phaseolus Vulgaris L.). Pakistan Journal of Biological Sciences. 9(12): 2229-2235.
[18]. Khazaei, J., Borghei, A. M., and Rasekh, M. 2003. Determining the physical and mechanical properties of almond and it’s kernel. Journal of Agricultural Science. 9(3): 11-34 [in Persian].
[19]. Aydin, C., and Ozcan, M. M. 2002. Some phisico-mechanic properties of terebinth fruits. Journal of Food Engineering. 53: 97-104.
[20]. Kubilay, V., and Faruk, O. 2004. Some physical, mechanical and aerodynamic properties of pine (Pinus pinea) nuts. Journal of Food Engineering. 68(2): 191-196.
[21]. Altuntas, E., and Yildiz, M. 2007. Effect of moisture content on some physical and mechanical properties of Faba bean grains. Journal of Food Engineering. 78 (1): 174-183.
[22]. Gahhari Kermani, F. 2011. Determination of some physical and mechanical properties of a common Iranian variety of kidney bean Grains. M. Sc. thesis, Faculty of Agriculture. University of Mohaghegh Ardabili. Ardabil, Iran [in Persian].
[23]. Zaki dizaji, H., and Minaei, S. 2007. Determination of some of physical and mechanical properties of Chickpea Kernel. Iranian Journal of Food Science and Technology. 4(2): 57-66 [in Persian].