فهرست مطالب نویسنده:

سعید مینایی

  • مهرداد آقائی سعدی، سعید مینایی*، بهاره جمشیدی، حسینعلی بهرامی، سهام میرزایی
    سابقه و هدف

    تعیین تغییرات مقدار کربن آلی در مزرعه، به دلیل اهمیت و نقش مقدار کربن آلی در خاک، ازجمله نقش موثر آن در افزایش مقاومت خاک در برابر فرسایش باد و آب، از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در این پژوهش، توانایی روش طیف سنجی Vis/NIR بازتابی به منظور سنجش و پیش بینی مقدار کربن آلی نمونه های خاک، در هفت تیمار رطوبتی و همچنین اثر پیش پردازش های گوناگون طیفی در دقت مدل های چندمتغیره پیش بینی کننده، مطالعه شد.

    مواد و روش ها

    طیف گیری از نمونه های خاک در هفت تیمار رطوبتی، در مد اندازه گیری برهم کنش و محدوده طیفی 350-2500 نانومتر و به صورت تماسی، از پنج ناحیه متفاوت انجام شد. داده های طیفی به دست آمده از اسپکترومتر، افزون بر اطلاعات نمونه، شامل اطلاعات ناخواسته پس زمینه و نویزها نیز می شوند. به همین دلیل برای دستیابی به مدل های واسنجی پایدار و دقیق و مورد اعتماد، به پیش پردازش داده های طیفی پیش از تدوین مدل های رگرسیون نیاز است. بدین منظور، این پردازش ها برای سنجش و پیش بینی مقدار کربن آلی خاک انجام شد: تدوین مدل های واسنجی چندمتغیره رگرسیون حداقل مربعات جزئی (PLS) برپایه اندازه گیری های مرجع و اطلاعات طیف های پیش پردازش شده، با ترکیب روش های گوناگون هموارسازی (میانگین گیری متحرک (MA)، ساویتزکی - گولای (SG))، نرمال سازی (تصحیح پخش افزاینده (MSC)، توزیع نرمال استاندارد (SNV)) و افزایش قدرت تفکیک طیفی (مشتق های اول و دوم (D1 و D2)).

    نتایج و بحث

    نتایج نشان داد که از روش طیف سنجی می توان برای سنجش مقدار کربن آلی خاک بهره برد. مدل PLS، برپایه ترکیب SG+MSC، بهترین پیش بینی را در مقدار کربن آلی (OC) نمونه های خاک داشت؛ به گونه ای که پیش پردازش SG+MSC (81/0R2c =، 239/0RMSEC=، 79/0R2p=، و 252/0RMSEP=) با دقت مناسبی (17/2SDR=) توانست مقدار OC را پیش بینی کند. بررسی نتایج نشان داد که با افزایش رطوبت، مقدار بازتاب کاهش پیدا می کند و از توانایی مدل PLS برپایه روش های گوناگون پیش پردازش در سنجش مقدار کربن آلی نمونه ها کاسته می شود. همچنین مقادیر شاخص های تعیین شده و معیارهای اعتبارسنجی نشان داد که مدل PLS برپایه ترکیب های SG+D1+MSC، SG+MSC، SG+MSC، SG+D1+MSC، SG+SNV و SG+SNV بهترین نتایج پیش بینی مقدار کربن آلی را به ترتیب، برای تیمارهای رطوبتی 6، 12، 18، 24، 30 و 36% دارد.

    نتیجه گیری

    طیف سنجی Vis/NIR را می توان، به منزله روشی جایگزین برای روش های مرسوم آزمایشگاهی، در تعیین مقدار کربن آلی خاک به کار برد. نتایج پژوهش ها حاکی از آن است که استفاده از طیف سنجی Vis/NIR در تعیین مقدار کربن آلی خاک می تواند، در مدیریت موضعی مزارع، مورد توجه قرار گیرد و این کار به صرفه جویی در نهاده ها و کاهش فشار بر محیط زیست منجر می شود.

    کلید واژگان: اسپکتروسکوپی انعکاسی، پیش پردازش طیفی، اعتبارسنجی، رگرسیون حداقل مربعات جزئی، کشاورزی دقیق
    Mehrdad Aghaei Sadi, Saeid Minaei *, Bahareh Jamshidi, Hosseinali Bahrami, Saham Mirzaei
    Introduction

    Determination of organic-carbon-content variation in the field is crucial due to the importance of soil organic carbon content, including its role in increasing soil resistance against wind and water erosion. This study examines the ability of reflectance visible-near infrared (Vis/NIR) spectrometry for measurement and prediction of soil organic carbon content and the effect of the type of spectral preprocessing on the accuracy of multivariable predictive models was studied.

    Material and Methods

    In this research, spectroscopy of soil samples was performed at 7 moisture levels in the interactance measurement mode in the 350-2500 nm spectral range using a contact probe. Spectrophotometry of 5 different sections of each soil sample was carried out and the data were processed and analyzed. Spectral data obtained from the spectrophotometer included unwanted information, background and noise in addition to the information of the samples. In order to arrive at accurate and reliable analytical models, pre-processing of the spectral data was required prior to regression model simulation. Multivariate calibration models of partial least squares (PLS) were developed based on the reference measurements and the information of the preprocessed spectra using a combination of different methods for assessment and prediction of soil organic carbon content. These included: smoothing (moving average (MA), and Savitzky-Golay (SG)); normalizing (multiplicative scatter correction (MSC), standard normal Variate (SNV)); as well as increasing the spectral resolution (first and second derivatives (D1, D2)).

    Results and Discussion

    Results showed that NIR spectroscopy is a suitable method for measurement of organic carbon content in soil samples. Prediction utilizing the data analyzed using the PLS model based on SG + MSC, produced the best detection results. Thus, SG+MSC preprocessing (Rc2 =0.81, RMSEC = 0.239, Rp2 = 0.79, RMSEP = 0.252) is suitable for predicting the amount of soil OC with high accuracy (SDR= 3.191). Results showed that reflectance rate diminishes with increasing moisture content reducing the ability of the PLS model to predict organic carbon content. This is true across all the preprocessing methods. In addition, the determined index values and validation criteria showed that prediction of organic carbon content with the PLS model using SG+D1+MSC, SG+MSC, SG+MSC, SG+D1+MSC, SG+SNV and SG+SNV combinations gives the best detection results for the following moisture levels, respectively: 6, 12, 18, 24, 30 and 36%.

    Conclusion

    Vis/NIR spectroscopy can be used as an alternative to conventional laboratory methods for soil organic-carbon-content determination. Results showed that the use of Vis/NIR spectroscopy for determination of soil organic carbon content can be considered in the site-specific management of fields, which can ultimately lead to saving inputs and reducing the pressure on the environment..

    Keywords: Reflective Spectroscopy, Spectral Pre-Processing, Validation, Partial Least-Squares Regression, Precision Agriculture
  • حسام میرزایی، علی صائبی، سعید مینائی *، علیرضا مهدویان، محمدتقی عبادی

    مطالعه روش های نوین استخراج اسانس های طبیعی و مقایسه آن ها با روش های متداول یکی از نیازهای پژوهشی صنعت فرآوری گیاهان دارویی می باشد. اسانس بذر رازیانه با دو روش تقطیر با آب و استفاده از دی اکسیدکربن فوق بحرانی (فشار 200 بار، دمای 40 درجه سلسیوس و مدت زمان یک ساعت) استخراج گردید. سپس اسانس های بدست آمده با دستگاه های کروماتوگرافی گازی و کروماتوگرافی گازی-طیف سنجی جرمی مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند. نتایج نشان داد که بازده کل استخراج اسانس بدست آمده در دو روش تقطیر با آب و فوق بحرانی به ترتیب 83/0 و 64/2 درصد بود که افزایشی 7/218 درصدی در مقدار اسانس بدست آمده را نشان می داد. این مهم با در نظر گرفتن استحصال ترکیب هگزادکانییک اسید (19/7 درصد) که در روش تقطیر با آب تخریب یا تجزیه میشد و تعداد ترکیبات بدست آمده در روش تقطیر با آب نسبت به فوق بحرانی (18 در مقابل 30 ترکیب) بود، مناسب ارزیابی شد. در این پژوهش  نتایج استخراج اسانس بذر رازیانه، با استاندارد ISO مقایسه شد و اطمینان بخشی نتایج مورد سنجش قرار گرفت بطوری که مقایسه استخراج با فرآیند فوق بحرانی در برابر استخراج بوسیله تقطیر با بخارآب (استاندارد 17412) بطور معناداری تفاوت در مقدار استراگل استخراجی را تایید نمود. این مطالعه به لزوم توجه به توسعه فناوری های جدید استخراج در افزایش کمیت و کیفیت اسانس بدست آمده که خود در نهایت به ایجاد ارزش افزوده بیشتر در مقابل روش های سنتی می انجامد، تاکید دارد.

    کلید واژگان: مواد موثره، ترنس آنتول، استراگل، روش فوق بحرانی
    Hesam Mirzaei, Ali Saebi, Saeid Minaei*, Alireza Mahdavian, Mohammadtaghi Ebadi

    The study of novel extraction methods for natural essential oils and their comparison with conventional methods is one of the research needs of the herbal medicine processing industry. Fennel seed essential oil was extracted using two methods hydro-distillation and supercritical carbon dioxide extraction (pressure of 200 bar, temperature of 40 °C, and extraction time of 1 hour). The obtained essential oils were then analyzed by gas chromatography and gas chromatography-mass spectrometry. Results showed that the overall extraction yield of the essential oil obtained by the two methods of hydro distillation and supercritical extraction was 0.83% and 2.64%, respectively, in 100 grams. This shows an increase of 218.07% in the amount of essential oil obtained using the supercritical approach. This was considered appropriate, taking into account the extraction of the n-hexadecanoic acid (7.19%) compound, which was decomposed or degraded in the hydro-distillation method, and the number of compounds obtained by hydro-distillation compared to supercritical extraction (18 versus 30 compounds). In this research, compare the extraction results were compared based on the ISO standard to ensure the reliability of the results. Comparison of supercritical extraction with hydro-distillation extraction (standard 17412) confirmed the significant difference in the amount of extracted estragole. This study emphasizes the need to focus on the development of new extraction technologies to increase the quantity and quality of the obtained essential oil, which ultimately leads to higher added value compared to traditional methods.

    Keywords: Active Components, Trans-Anethole, Estragole, Supercritical Method
  • سید متین مرتضوی، سعید مینائی*، علیرضا مهدویان، محمدهادی خوش تقاضا

    تغییرات کاربری اراضی کشاورزی در اثر عوامل انسانی یا طبیعی و پایش آن یکی از مهم ترین چالش ها در استان های شمالی کشور است. الگوریتم‏های مختلف یادگیری ماشین برای مناطق با ویژگی های خاص مکانی دارای عملکردهای متفاوتی هستند. هدف از مطالعه حاضر، استفاده از تصویر ماهواره ای سنتینل-2 جهت طبقه بندی کاربری اراضی شهرستان ماسال و مقایسه‏ی طبقه‏بندهای بیشینه احتمال، حداقل فاصله، فاصله ماهالانوبیس و ماشین بردار پشتیبان با هسته‏های خطی، چندجمله‏ای، سیگموئید و توابع پایه شعاعی است. برای فراهم آوردن داده های تعلیمی و آزمون برای الگوریتم‏ها، علاوه بر نقاط برداشت زمینی توسط سیستم موقعیت‏یاب جهانی و نقشه های Google Earth، از شاخص های طیفی شامل شاخص سبزی تفاضلی نرمال شده، شاخص تفاضلی نرمال‏شده سازه‏ها و شاخص آب تفاضلی نرمال‏شده سازه‏ها نیز برای تعیین دقیق تر واقعیت های زمینی استفاده شد. اعتبارسنجی مدل‏ها توسط ماتریس اغتشاش و محاسبه‏ی عامل‏های ضریب کاپا و صحت کل انجام شد. نتایج نشان داد الگوریتم بیشینه احتمال با صحت کلی و ضریب کاپا به ترتیب 29/97 درصد و 96/0 دقیق‏ترین عملکرد طبقه‏بندی را به خود اختصاص داده و الگوریتم ماشین بردار پشتیبان با هسته خطی با مقادیر ضریب کاپا و صحت کلی به ترتیب 46/92 درصد و 89/0 در رتبه بعدی قرار داشت. ضعیف‏ترین عملکرد به الگوریتم حداقل فاصله با صحت کل 97/72 درصد و ضریب کاپای 66/0 تعلق داشت. با توجه به نتایج این تحقیق، طبقه بند بیشینه احتمال، عملکرد بهتری را در تفکیک کاربری های اراضی شهرستان ماسال ارائه داده است. نتایج این تحقیق برای سیاست گذاران و مدیران استان در آگاهی از تغییرات کاربری زمین‏های کشاورزی و جنگلی منطقه حائز اهمیت است.

    کلید واژگان: آردوینو، روش های برآورد دما، زنجیره سرد، شبکه عصبی با تاخیر زمانی، فساد مواد خوراکی
    Sayed Matin Mortazavi, Ali Reza Mahdavian, Mohammadhadi Khoshtaghaza
    Introduction

    Temperature is a critical factor affecting the quality and shelf life of perishable food products, making the precise and cost-effective monitoring of its levels essential throughout the cold chain. Due to practical limitations in deploying physical sensors at every point of interest, the development of soft (virtual) sensors for temperature estimation has attracted considerable research attention. Soft sensors are generally categorised into model-based and data-driven approaches, with the latter offering superior capability in capturing system dynamics without requiring detailed physical modelling. Among various data-driven methods, artificial neural networks (ANNs) have demonstrated superior performance compared to alternative techniques.The first step in designing a data-driven soft sensor is to collect and prepare training data, which can be either experimental or synthetic. Studies indicate that experimental data lead to more accurate estimations, although they are harder to obtain. A crucial subsequent step involves selecting appropriate input variables corresponding to potential sensor locations. While most previous studies have relied on subjective or heuristic input selection, supervised feature selection methods offer a structured and potentially more optimal alternative; however, such methods have rarely been applied in the context of temperature soft sensors for cold chains. Once inputs and outputs are defined, the modelling process typically employs ANNs, which have shown superior estimation performance over classical models. The present study implements supervised feature selection to optimise both the number and placement of physical sensors and to statistically investigate the effects of key hyperparameters in the time-delay neural network (TDNN) serving as the system's soft sensor estimator.

    Method

    A cost-effective, Arduino-based data logger was developed to collect real temperature data for training the soft sensor. Temperature distribution data were collected from two peach pallets stored in a 2000-ton cold storage room maintained at 1 °C. The logger simultaneously recorded data from up to 20 DS18B20 sensors at 1-minute intervals. A novel supervised feature selection approach (wrapper method) was applied to identify the most informative sensor positions, thereby minimizing the required number of physical sensors. A time-delay neural network (TDNN) with one hidden layer was employed for temperature estimation. The influence of four key hyperparameters—time delay, number of hidden neurons, activation function, and training algorithm—on model performance metrics (RMSE, R², MAE, BIC) was evaluated. Additionally, a metaheuristic algorithm was used to assess the effectiveness of the feature selection method in reducing the sensor count. Model generalisability was verified using an out-of-sample test set collected under varying temperature scenarios and pallet placements.

    Results

    Data acquisition for the first pallet lasted five hours, during which the cold storage refrigeration system operated under standard conditions. Table 1 ranks the five most informative sensor locations identified using the FIRE method. Table 3 presents the best model fits obtained with the SIG and ReLU activation functions. These models share a common structure: Levenberg–Marquardt (LM) training and a 20-minute time delay. Comparing activation functions reveals that ReLU yields superior performance metrics (R²mean and RMSEmean), while SIG achieves a lower BIC. Figure 4 illustrates how R²mean and RMSEmean vary as the number of physical sensors is reduced based on FIRE rankings under the optimal estimator configuration (LM2010-ReLU), showing no consistent trend and indicating the robustness of FIRE's variable selection. For the second pallet, data acquisition also spanned five hours; however, the refrigeration system was inactive for defrosting during the first three hours and resumed operation in the final two. Table 2 shows the FIRE-derived variable ranking, and Table 4 lists the best model fits for this dataset. All models for the second pallet employed LM training, a 20-minute delay, and five hidden neurons. In this case, performance metrics (R²mean and RMSEmean) progressively deteriorated as the number of sensors used decreased (Figure 4), indicating a greater sensitivity to sensor reduction under dynamic thermal conditions. Correlation analysis revealed strong relationships between RMSEmean and MAEmean, as well as among MSEtrain, MSEvalidation, and MSEtest; however, R²mean showed little correlation with these variables. BIC exhibited a significant correlation with several metrics. Consequently, MSEtrain, R²mean, and RMSEmean were deemed sufficient for performance evaluation. The influence of estimator hyperparameters (Table 5) indicated that the training method significantly affected performance, favouring LM. Hidden layer size and time delay primarily influenced BIC, while activation function showed no significant effect, consistent with Loisel et al. (2022). Ant Colony Optimisation (ACO) was applied to validate FIRE rankings (Figure 5). ACO results revealed alternative sensor combinations yielding lower RMSEmean than FIRE, suggesting that heuristic methods may offer superior configurations for "one-sensor-per-pallet" setups. Table 6 compares FIRE and ACO outcomes, confirming ACO's advantage in reducing the mean RMSE. Cross-pallet validation demonstrated that the soft sensor trained on one pallet and tested on the other under different thermal scenarios achieved RMSEmean values of 0.8 K and 1.0 K—13–15 times higher than the training RMSEmean, but acceptable given the scenario differences. However, R²mean (~0.4) indicated limited generalisation, implying that future training with diverse scenarios would enhance robustness (Figure 6).

    Conclusions

    The findings of this study demonstrate the high potential of supervised feature selection as a structured and objective method for identifying the most informative locations for hardware sensor placement in the development of soft sensors. However, to further reduce the required number of hardware sensors, the use of alternative methods, such as metaheuristic algorithms or exhaustive search techniques, appears to be a more prudent approach. In this regard, future research could explore and compare different supervised feature selection techniques to assess their ranking effectiveness and robustness in similar applications. The out-of-sample evaluation of the developed soft sensor in the "one-pallet-one-sensor" configuration yielded RMSE mean values ranging between 0.8 K and 1.0 K. This outcome is considered acceptable given the "single-scenario training" condition. Nevertheless, several factors could influence the accuracy and generalisation performance of the soft sensor, including: (1) the size of the dataset (in terms of duration or number of data points), (2) the temperature scenario or the operational state of the refrigeration system, and (3) the location of the pallets within the cold storage. Therefore, increasing the diversity of data acquisition conditions—such as varying spatial placement or thermal scenarios—is likely to yield valuable information for further improving the soft sensor's performance and predictive accuracy.

    Keywords: Arduino, Temperature Estimation, Methods Cold Chain, Time-Delay Neural, Networks
  • مریم سلطانی کاظمی، سعید مینایی*، حسین شفیع زاده مقدم، علیرضا مهدویان
    سابقه و هدف

    رطوبت غلاف پارامتر مهمی در طول دوره رشد نیشکر است که از منظر تنش آبی و مدیریت آبیاری مزرعه اهمیت فراوانی دارد. بااین حال اندازه گیری میزان رطوبت محصول در گیاهان به طور سنتی از طریق به دست آوردن وزن تر و وزن خشک و سپس محاسبه میزان رطوبت محصول تعیین شده است. اما این روش وقت گیر، هزینه بر و در مناطق وسیع غیرقابل اجراست. در سال های اخیر، توسعه سریع فناوری سنجش ازدور برای نظارت بر میزان آب بافت گیاه در مزارع گسترده به کار برده می شود. داده های سنجش ازدور ظرفیت بالایی برای به روز کردن سیستم های پایش رشد محصول دارند. در این راستا، می توان از تصاویر ماهواره ای که اطلاعات متنوعی در اختیار کاربران قرار می دهند، بهره برد. هدف از این پژوهش ارزیابی رطوبت غلاف برگ نیشکر با استفاده از تصاویر ماهواره ای و تهیه نقشه های رطوبت براساس بهترین مدل است.

    مواد و روش ها

    مزارع نیشکر که بزرگ ترین مزارع خوزستان هستند، بیش از 84000 هکتار مساحت دارند. حدودا 9670 هکتار از مزارع تحت کشت متعلق به کشت و صنعت امیرکبیر است که این پژوهش در آن اجرا شد. منطقه مورد مطالعه در عرض جغرافیایی 31 درجه و 00 دقیقه و 20 ثانیه شمالی و طول جغرافیایی 48 درجه و 15 دقیقه و 22 ثانیه شرقی قرار گرفته است. برای پژوهش حاضر، 18 مزرعه از واریته CP69-1062 نیشکر انتخاب شد که از هر مزرعه 5 نقطه برگزیده و مختصات نقاط با دستگاه GPS ثبت شد، لذا این پژوهش از تیر تا شهریور ماه اجرا شد. برای این منظور، تلاش شد که داده برداری زمینی هم زمان با تصویربرداری ماهواره سنتینل-2 از منطقه مورد نظر صورت گیرد. سپس رطوبت غلاف هر نمونه در آزمایشگاه اندازه گیری شد. برای هر تصویر شاخص ها و باندهای طیفی با نرم افزار QGIS محاسبه و خروجی به صورت فایل اکسل و TIF ذخیره شد. در این پژوهش از شاخص های NDWI، NDII، SRWI، SIWSI، Clgreen و GVMI و باندهای حاصل از تصاویر ماهواره ای سنتینل-2 برای برآورد و پایش وضعیت رطوبت غلاف برگ نیشکر استفاده شد. در گام بعدی، از تحلیل VIF به منظور بررسی هم خطی بین شاخص ها و باندها استفاده شد. در نهایت شاخص های NDVI، EVI، SRWI، Clgreen و تک باندهای B2، B3، B4، B5، B6، B11 و B12 به عنوان ورودی به چهار مدل GRNN، RF، SVR و PLSR وارد شدند. شایان ذکر است که الگوریتم بیز به منظور بهینه سازی پارامترهای مدل استفاده شد.

    نتایج و بحث:

     نتایج نشان داد که مدل SVR در مقایسه با سایر مدل ها توانایی بالاتری در تخمین رطوبت غلاف برگ داشت. همچنین طبق تحلیل حساسیت، پارامترهای SRWI، Clgreen، NDVI، B5، B12، B11، B4، B3، EVI و B2 به ترتیب به عنوان پارامترهای موثر در فرایند مدل سازی رطوبت انتخاب شدند. در مرحله نهایی رطوبت غلاف برگ به ترتیب مقدار از کم تا زیاد، به 5 کلاس تنش، زمان آبیاری، رطوبت کم، رطوبت متوسط و رطوبت بالا طبقه بندی شد. با توجه به نتایج نقشه های رطوبتی و با توجه به برنامه زمان بندی آبیاری مربوط به هر تاریخ، می توان نتیجه گرفت خروجی حاصل ترکیبی از شاخص ها و باندهای B2، B3، B4، B5، B6، B11، B12، NDVI، EVI، SRWI و Clgreen عملکرد بهتری در تهیه نقشه های آبیاری داشتند. این روش با هدف ارزیابی پتانسیل شاخص های طیفی S2 MSI برای برآورد رطوبت غلاف برگ در مرحله رشد نیشکر به کار گرفته شد.

    نتیجه گیری

    طبق تحلیل حساسیت، پارامتر SRWI به عنوان موثرترین شاخص در فرایند مدل سازی قرار گرفت. بنابراین می توان نتیجه گرفت که در میان ورودی های داده شده به مدل، ترکیبی از شاخص ها و باندهای NDVI، EVI، SRWI، Clgreen، B2، B3، B5، B4، B11و B12 تخمین بهتری از رطوبت غلاف نیشکر به دست می دهند. این پژوهش در پی بهبود روش های نظارت بر رطوبت غلاف نیشکر در مزارع وسیع است.

    کلید واژگان: سنجش ازدور، فروسرخ طول موج کوتاه، شاخص طیفی رطوبت، پایش رشد محصول
    Maryam Soltanikazemi, Saeid Minaei *, Hossein Shafizadeh Moghadam, Alireza Mahdavian
    Introduction

    The moisture content of sugarcane sheath is a crucial parameter during the crop's growth period, as it plays a key role in understanding water stress and field irrigation management. Traditional methods of measuring crop moisture levels involve time-consuming and expensive processes like obtaining wet and dry weights, followed by calculating moisture content, which are impractical for large areas. Recent advancements in remote sensing technology have enabled the monitoring of plant tissue moisture content in large fields. Remote sensing data have a high capacity to update crop growth monitoring systems.  In this regard, it is possible to use satellite images that provide a wealth of information to users. This research aims to evaluate sugarcane leaf sheath moisture using satellite images and generate moisture maps based on the best model.

    Materials and methods

    The sugarcane fields, which represent the largest agricultural operations in Khuzestan, have an area of over 84,000 hectares. It covers over 9,670 hectares are cultivated by the Amir Kabir Agriculture and Industry company, the focus of this research. The study area is located at a latitude of 31° 00' 20' N and a longitude of 48° 15' 22' E. A total of 18 farms of the sugarcane variety CP69-1062 were utilized for this research. Five points were selected from each farm, and the coordinates of the points were recorded using a GPS device. The study was carried out between July and September. Ground data were collected nearly simultaneously with the Sentinel-2 satellite imaging of the target area. The moisture content of each collected sample was determined gravimetrically in the laboratory. For each image, indices and spectral bands were calculated using QGIS software and the output was saved as Excel and TIF files. The indices and bands obtained from Sentinel-2 satellite images were used to estimate and monitor the moisture status of sugarcane leaf sheath. In the next step, a variance inflation factor (VIF) analysis was implemented to check the collinearity between indices and bands. Finally, the indices of NDVI, EVI, SRWI, Clgreen and single bands B2, B3, B4, B5, B6, B11 and B12 were entered as input to four GRNN, RF, SVR and PLSR models. The Bayes algorithm was employed to optimize the parameters of the model.

    Results and discussion

    The results demonstrated that the SVR model exhibited a superior ability to estimate leaf sheath moisture compared to other models. Additionally, the sensitivity analysis revealed that the SRWI, Clgreen, NDVI, B5, B12, B11, B4, B3, EVI and B2 parameters are effective parameters in the moisture content modelling process. In the final stage, the leaf sheath moisture was classified into five stress classes, namely irrigation time, low moisture, medium moisture, and high moisture, in the order from low to high. The results of the moisture maps and the irrigation schedule for each date indicate that the combined output of B2, B3, B4, B5, B6, B11, B12, NDVI, EVI, SRWI and Clgreen indices and bands has a superior performance. These indices were utilized in the preparation of irrigation plans. This method was employed to assess the potential of S2 MSI spectral indices for the estimation of leaf sheath moisture in the sugarcane growth stage.

    Conclusion

    Based on sensitivity analysis, the SRWI parameter was found to be the most effective index in the modelling process. Consequently, it can be concluded that a combination of indices and bands of NDVI, EVI, SRWI, Clgreen, B2, B3, B5, B4, B11, and B12 provides a more accurate estimate of sugarcane sheath moisture than any single input. Thus, processing and analysis of Sentinel-2 satellite images can be used to enhance the methodologies employed for the monitoring of sugarcane sheath moisture content in expansive fields.

    Keywords: Remote Sensing, Short Wavelength Infrared, Moisture Spectral Index, Crop Growth Monitoring
  • شعیب غلامی، سعید مینائی*، علیرضا مهدویان

    مخازن همزن دار دارای کاربردهای وسیعی در صنایع غذایی، شیمیایی و معدنی هستند. بنابراین شناخت دقیق رفتار هیدرودینامیک سیال موجود در این مخازن امری ضروری محسوب می گردد. از جمله مشکلاتی که در مخازن همزن دار به وجود می آید می توان به ایجاد گرداب درون مخزن به هنگام کار در سرعت های بالا اشاره کرد که موجب عدم اختلاط مناسب می شود. در این پژوهش با اضافه نمودن بافل به جداره داخلی مخزن، میدان جریان و پدیده گرداب مورد بررسی قرارگرفت. هدف از تحقیق حاضر بررسی تاثیر بافل بر تغییرات سرعت شعاعی و انرژی جنبشی آشفته به کمک دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) است. در این بررسی مشاهده شد که اضافه نمودن بافل به دیواره مخزن موجب می شود تا جریان شعاعی گسترش یافته و امکان همزنی تا دیواره مخزن را فراهم آورد. افزون برآن، مشاهده شد که جریان عمودی نیز به طور مشخص گسترش یافته است که افزایش آشفتگی در سیال را به دنبال دارد. بر اساس نتایج، انرژی جنبشی آشفته برای مخازن بافل دار و بدون بافل به ترتیب m2/s3 0.00957 و m2/s3 0.0112 بوده و نرخ اتلاف انرژی به ترتیب m2/s3 0.955و m2/s3 0.805 بدست آمد. با افزایش سرعت در نزدیکی پره، میزان آشفتگی افزایش یافته که موجب فراهم نمودن انرژی لازم برای اختلاط هرچه بیشتر مواد اولیه گردید و همچنین از حرکت دورانی سیال که موجب کاهش کیفیت همزنی است، جلوگیری شده است.

    کلید واژگان: مخزن، همزن، دینامیک سیالات محاسباتی، تیغه، انرژی
    Shoaib Gholami, Saeid Minaei *, Alireza Mahdavian

    Stirred tanks have a wide range of uses in food, chemical, and mineral industries. As a result, accurate knowledge of the hydrodynamic behavior of the fluid in these tanks is essential. One of the issues that arises in stirred tanks when working at high speeds is the vortex inside the tank, which inhibits appropriate mixing. In the current numerical study, by attaching vertical baffles to the inner wall of the tank, the flow field and vortex phenomena were evaluated. Computational Fluid Dynamics (CFD) was employed to explore the influence of wall baffles on variations in radial velocity and turbulent kinetic energy. Based on the numerical results, it was discovered that adding baffles to the tank wall enables the radial flow to be extended, which provides for better mixing inside the stirred tank. Moreover, by adding the baffles, vertical flow is improved, enhancing the agitation inside the tank. According to the results, the turbulent kinetic energy for tanks with and without baffles is 0.00957 m2 / m3 and 0.0112 m2 / s3, respectively, while the energy dissipation rates were 0.955 m2 / m3 and 0.805 m2 / s3, respectively. Increasing velocity in the vicinity of the baffle, results in enhanced agitation, providing the energy demand for better mixing. This prevents continuous swirling motion which can reduce agitation quality.

    Keywords: Tank, Stirrer, CFD, Baffle, kinetic energy
  • مریم نداف زاده، احمد بناکار، سامان آبدانان مهدی زاده*، محمدرضا زارع بوانی، سعید مینایی

    در کشاورزی دقیق، مکان یابی خودکار محصولات یکی از موضوعات تحقیقاتی مهم است. در این پژوهش شناسایی دقیق ردیف های کشت محصول ریحان به منظور مسیریابی خودکار یک ربات گزارش می شود. در یک مرحله از این تحقیق با اخذ تعداد شش تصویر در هر دوره ی رشد (هفته سوم، هفته چهارم و هفته پنجم) به حذف علف های هرز میان ردیف های کشت محصول پرداخته شد؛ که بدین منظور از سه روش مختلف (گشودگی مساحت، حذف ابعادی و ماسک گذاری) استفاده گردید. در مرحله ای دیگر تعداد شش تصویر از ردیف های کشت بدون وجود علف های هرز مورد بررسی قرار گرفت. سپس با انجام عملیات پردازش تصویر و پیاده سازی چندین الگوریتم مسیریابی (الگوریتم های مبتنی بر تبدیل هاف، تبدیل موجک، فیلتر گابور، رگرسیون خطی و الگوریتم پیشنهادی این مطالعه) بر روی تصاویر، به بررسی خروجی هر یک از این الگوریتم ها نسبت به مسیر ایده آل تعیین شده توسط کاربر پرداخته شد. پس از مقایسه ی دقیق مسیرهای تشخیص داده شده توسط الگوریتم های مختلف مسیریابی نسبت به مسیرهای ایده آل و با توجه به نتایج آزمون آماری t-test در سطح احتمال 5%، برتری روش های مسیریابی مورد مطالعه به ترتیب زیر مشخص گردید: روش پیشنهادی، روش فیلتر گابور، روش رگرسیون خطی، روش تبدیل هاف و روش تبدیل موجک. در نهایت الگوریتم پیشنهادی با بیشترین میزان انطباق نسبت به مسیر ایده آل (با میانگین خطای تشخیص 3.65 پیکسل) و کمترین مدت زمان اجرای عملیات (4.79 ثانیه) به عنوان مناسب ترین الگوریتم مسیریابی انتخاب و با استفاده از آن عملکرد یک ربات طراحی شده مورد ارزیابی قرار گرفت.

    کلید واژگان: الگوریتم مسیریابی، پردازش تصاویر دیجیتال، تشخیص خط کشت، ریحان
    M. Nadafzadeh, A. Banakar, S. Abdanan Mehdizadeh *, M. R. Zare-Bavani, S. Minaei
    Introduction

    Nowadays, machine vision systems are extensively used in agriculture. The application of this technology in the field can help preserve agricultural resources while reducing manual labor and production costs. In the field of agricultural automation, accurately detecting crop rows is recognized as a crucial and challenging issue for weed identification and the automatic guidance of machines. Therefore, it is necessary to explore practical solutions to optimize this process. Hence, the purpose of this study is the precise identification of basil cultivation rows to enable the automatic navigation of robots in the cultivation field.

    Materials and Methods

    In the first stage of this research, six images from each growth period of basil plants (third, fourth, and fifth week) were taken and weeds were removed from the area between the crop rows using three different methods of area opening, dimensional removal, and masking. In the next stage, six images of crop rows without weeds were examined by performing image processing operations and implementing several routing algorithms, namely, Hough transform, wavelet transform, Gabor filter, linear regression, and an additional algorithm proposed in this study. The output of each of these algorithms was compared with the ideal path identified by the user. For this purpose, after capturing an image, green areas were extracted from it by performing the segmentation process. By applying each of the routing algorithms to the image, plant cultivation lines were identified and their equations were determined. Finally, the performance of the designed robot was evaluated using the most appropriate routing algorithm.

    Results and Discussion

    Examining the performance of three different methods of weed removal in three periods of plant growth (third, fourth, and fifth week) showed that during this interval, the masking method had the lowest error rate compared to the ideal path and the shortest average operation time of 1.64 seconds, followed by the dimensional removal and the area opening methods. Comparing the routes detected by different routing algorithms with the ideal routes and according to the results of the t-test at 5% probability level, the order of the studied routing methods from the most superior is as follows: the proposed algorithm, Gabor filter, linear regression, Hough transform and wavelet transform algorithm. Overall, the proposed algorithm had the highest rate of adaptation to the ideal path (with an average error of 3.65 pixels) and the shortest operation time (4.79 seconds) and was selected as the most appropriate routing algorithm and the performance of the designed robot was evaluated using it.

    Conclusion

    A reliable crop row detection algorithm can reduce production costs and preserve the environment. In this study, the masking method was used for removing weeds from the images. The new proposed routing algorithm has superior performance when compared with common routing algorithms such as the Gabor filter, linear regression, Hough transform, and wavelet transform. Additionally, it was shown that the designed robot using the proposed algorithm (with an average error of 3.65 pixels) has the desired performance.

    Keywords: basil, Cultivation line detection, Digital image processing, Path-finding algorithm
  • حامد رمضانی، محمدهادی خوش تقاضا*، سعید مینائی، غلامرضا اکبری زاده
    کشور ایران یکی از بزرگترین و مهم ترین کشورهای تولید کننده کشمش در جهان به شمار می رود. با توجه به میزان و ارزش صادرات کشمش در ایران، ماشینی نمودن جمع آوری این محصول همراه با حفظ کیفیت مکانیکی آن، از ضروری ترین کارها در این زمینه می باشد. لذا هدف اصلی این پژوهش طراحی و ساخت دماغه جمع آوری در ماشین خودکار جمع آوری محصول کشمش از سطح زمین و سپس ارزیابی آسیب مکانیکی وارد بر محصول کشمش حین جمع آوری توسط دماغه می باشد. پس از انجام طراحی نرم افزاری، انجام محاسبات لازم برای انتخاب بخش های مختلف دستگاه و ساخت دماغه، ارزیابی ماشین بر روی کشمش های پهن شده بر سطح زمین در سه سرعت پیشروی ماشین (1، 2 و km/h 3) و سه ارتفاع دماغه (2، 5 و mm 10) از سطح زمین صورت گرفت. دماغه ساخته شده با دهانه ای به طول cm80 بر روی ماشین خودکاری با ابعاد تقریبیcm 70 ×50 سوار شد. ظرفیت کاری این ماشین در سرعت دورانی rpm 25 برس جمع آوری، برابر با kg/min 3/3 است، و در هر 15 دقیقه قادر به پر نمودن مخزن 80 کیلوگرمی است. نتایج ارزیابی نشان داد اثر سرعت پیشروی و ارتفاع دماغه بر آسیب مکانیکی معنی دار است (p<0.01) ,ولی اثر متقابل آن ها معنی دار نیست. همچنین کمترین آسیب مکانیکی (11%) در برداشت کشمش، مربوط به ارتفاع 2 میلی متری دماغه از سطح زمین بود. آسیب مکانیکی به محصول در سرعت پیشروی km/h 1 نسبت به دو سرعت دیگر به میزان 8 درصد، کاهش داشت.
    کلید واژگان: برس جمع آوری، ماشین خودکار، کشمش آفتابی، انتخاب موتور، انتقال توان
    Hamed Ramezani, Mohammad Hadi Khoshtaghaza *, Saeed Minaee, Gholamreza Akbarizadeh
    Iran is one of the world's largest and most important raisin-producing countries. Considering the amount and value of raisin exports in Iran, mechanizing this product's collection and maintaining its mechanical quality is one of the most necessary tasks in this field. Therefore, the main purpose of this study is to design and construct a collection head in a Rover for collecting raisin products from the ground and then evaluate the mechanical damage of raisin crops during collection from the ground by the collecting head. After performing the software design, the necessary calculations were performed to select different device parts. The rover was evaluated on raisins spread on the ground at three forward speeds of the rover (1, 2 and 3 km/h) and three heights of the head (2, 5 and 10 mm) from the ground surface. The constructed head with a length of 80 cm was mounted on a rover with dimensions of approximately 70 × 50 cm. The working capacity of this machine at the rotational speed of 25 rpm of the collecting brush is equal to 3.3 kg/min, and it is able to fill the 80 kg container every 15 minutes. The evaluation results showed that the effect of forward speed and head height on mechanical damage was significant (p <0.01), but their interaction was not significant. Also, the lowest mechanical damage (11%) was related to the height of 2 mm from the ground. Mechanical damage of the product was reduced by 8% at the forward speed of 1 km/h compared to the other two speeds.
    Keywords: automatic machine, collecting Brush, sunny raisins, motor selection, power transmission
  • شعیب غلامی، سعید مینائی*، علیرضا مهدویان
    پکتین به دست آمده از پوست و ضایعات مرکبات در صنایع مختلفی از جمله صنایع غذایی کاربرد دارد. در مقیاس صنعتی، برای جداسازی مواد زیستی از سیالات و شفاف سازی سیال، روش فیلتر کردن کاربرد گسترده ای دارد. از روش های متداول برای تصفیه محلول اسیدی به منظور استخراج پکتین در مقیاس انبوه، استفاده از ترکیب نیروی خلا و فیلترهای غشایی است. هدف از این پژوهش، بررسی متغیرهای مهم فیلتر غشایی تحت خلا  شامل: میزان ضخامت پرلیت (1، 1.5 و 2 سانتی متر)، اندازه ذرات کمک-فیلتر (20، 60 و 100 میکرون)، و میزان خلا (0.2، 0.4 و 0.6 بار) است که بر بازده تولید پکتین، درجه استریفیکاسیون و میزان گالاکتورونیک اسید اثرگذار است. نتایج ارزیابی نشان داد که اندازه ذرات پرلیت و ضخامت لایه بر متغیر وابسته بازده استخراج (سطح احتمال 5 درصد) معنی دار است. با افزایش اندازه ذرات پرلیت از 20 میکرون به 100 میکرون، بازده استخراج دو برابر افزایش یافت (از 7 به 14 درصد رسید). افزایش ضخامت لایه پرلیت از 1 به 2 سانتی متر، بازده تولید پکتین را از 20 درصد به 10 درصد کاهش داد. بیشترین میزان گالاکتورونیک اسید در ذرات 20 میکرون و ضخامت 2 سانتی متر مشاهده شد. از سوی دیگر، درجه استری پکتین استخراج شده در محدوده 5±70 درصد متغیر بود که میزان استری شدن متاثر از شرایط استخراج است. شرایط بهینه استخراج در 0.38 بار، اندازه ذرات پرلیت 56 میکرون و سطح ضخامت 2 سانتی متر با نرم افزار مشخص گردید. یافته های حاصل از پژوهش حاضر در انتقال این فناوری از مقیاس آزمایشگاهی به مقیاس تجاری به منظور استخراج پکتین موثر خواهد بود.
    کلید واژگان: اسید گالاکتورونیک، پرلیت، پوست پرتقال، استریفیکاسیون، کمک فیلتر، روش سطح پاسخ، مدل سازی ریاضی
    Shoaib Gholami, Saeid Minaei *, Alireza Mahdavian
    Pectin, which is made from citrus peel and waste, is one of the most commonly used compounds in the food industry. For large scale production, a combination of membrane-vacuum filtering has been suggested as an alternative to traditional methods of purifying the acidic solution for pectin extraction. This study investigates the main factors regarding membrane filtering system for separation of fibrous materials from an acidic pectin solution under vacuum. These factors which include: filter-aid-particle size, amount of filter-aid (perlite) added to the solution, and the vacuum level, affect production efficiency, degree of esterification, and galacturonic acid content. Pectin extraction efficiency is an important criterion for evaluating the filtration system and test results showed that both perlite particle size and perlite-layer thickness significantly affect this dependent variable. By increasing the perlite particle size from 20 to 100 microns, the extraction efficiency has doubled. This is while increasing the perlite layer thickness from 1 cm to 2 cm cuts the efficiency in half (from 20% to 10%). The highest galacturonic acid content was obtained with 2cm perlite thickness and 20-microns particle diameter. The degree of esterification was affected by the extraction conditions, and results revealed that the extracted pectin samples have an esterification degree of 70±5%. The optimum extraction conditions were determined by the software to be: 2 cm perlite-layer thickness and 56-microns filter-aid particle size at a vacuum level of 0.38 bars. Findings of this study can be utilized in the industrial scale implementation of a biomaterial separation system using vacuum-membrane filtering.
    Keywords: Galacturonic Acid content, Perlite, Orange waste, Esterification, Filter Aid, Response-Surface Methodology, Mathematical modeling
  • شعیب غلامی، سعید مینائی*، علیرضا مهدویان

    پکتین یکی از پرکاربردترین ترکیبات در صنایع غذایی است که از محصولاتی چون پوست مرکبات و ضایعات استخراج می شود. از روش های متداول برای تصفیه محلول اسیدی به منظور استخراج پکتین، در مقیاس انبوه، استفاده از ترکیب نیروی خلاء و فیلترهای غشایی است. این پژوهش به بررسی متغیرهای مهم فیلتر غشایی تحت خلاء در جداسازی مواد فیبری از محلول اسیدی پکتین می پردازد. این متغیرها شامل اندازه ذرات کمک-فیلتر (پرلیت)، ضخامت لایه پرلیت و میزان خلاء است که موارد ذکرشده همگی بر کیفیت جداسازی، دبی حجمی تولید و انرژی مصرفی اثرگذارند. بدین منظور یک دستگاه فیلتراسیون تحت خلاء ساخته شد تا مواد فیبری حل شده در محلول را جداسازی نماید. متغیرهای مستقل پژوهش حاضر، در سه سطح مورد بررسی قرار گرفتند و به کمک روش سطح پاسخ (RSM) داده های حاصل از بررسی متغیرهای مذکور تحلیل شد و مقدار بهینه ی هر یک از متغیرها مشخص گردید. نتایج نشان داد که با افزایش سطح خلاء از  0/2 تا 0/4 bar میزان دبی 6/5 برابر افزایش داشته است. اما با افزایش بیشتر مقدار خلاء، دبی تولید کاهش داشته است که نشان دهنده گرفتگی فیلتر کاغذی و کاهش دبی در سطح خلاء    0/6 bar و پرلیت 100 میکرون است. نتایج ارزیابی نشان داد که اندازه ضخامت لایه پرلیت بیشترین  تاثیر را بر  بازده جداسازی دارد و با افزایش ضخامت از 1 به 2 سانتی متر، بازده 2/5 برابر افزایش داشته است. مقدار بیشینه بازده جداسازی در سطح خلاء 0/2 bar، اندازه ذرات 20 میکرون و ضخامت 2 سانتی متر حاصل شد. مصرف انرژی در پرلیت 60 میکرون برابر با 0/74 Wh  در حالت بهینه قرار گرفت و در  اندازه های درشت تر و ریز تر پرلیت انرژی مصرفی 4/5 برابری داشتند. یافته های حاصل از پژوهش حاضر در ساخت سامانه جداسازی مواد زیستی توسط فیلتر غشایی تحت خلاء در مقیاس صنعتی کاربرد دارد.

    کلید واژگان: استخراج، بازده، انرژی مصرفی، پوست پرتقال، پرلیت
    Shoaib Gholami, Saeid Minaei*, Alireza Mahdavian

    Pectin, which is made from citrus peel and waste, is one of the most commonly used compounds in the food industry. For large scale production, a combination of membrane-vacuum filtering has been suggested as an alternative to traditional methods of purifying the acidic solution for pectin extraction. This study investigates the main factors involved in membrane filtering system for separation of fibrous materials from an acidic pectin solution under vacuum. These factors which include: filter-aid-particle size, amount of filter-aid (perlite) added to the solution, and the vacuum level, affect, separation quality, volumetric flow rate, and energy consumption . A vacuum separation device was developed for this purpose in order to separate the fibrous material dissolved in solution. The independent variables were examined at three levels, the data were analyzed, and the optimum value for each variable was determined using the response surface method (RSM). Results revealed that increasing the vacuum level from 0.2 to 0.4 bar increases the flow-rate 6.5 folds, while, further increase in the vacuum level decreases the flow-rate. This indicates clogging of the paper filter and decreased flow-rate at vacuum level of 0.6 bar and perlite particle size of 100 microns. The evaluation results showed that thickness of the perlite layer has the greatest effect on the separation efficiency and when increased from 1 to 2 cm,  increases the efficiency  2.5 folds. The maximum value of separation efficiency was obtained at a vacuum level of 0.2 bar, particle size of 20 microns and perlite thickness of 2 cm. The energy consumption of 60-micron perlite was 0.74 Wh in the optimal state, and the larger and smaller sizes of perlite had 4.5 times the energy consumption. These findings are applicable in the industrial scale implementation of a biomaterial separation system using vacuum membrane filtering.

    Keywords: Extraction, Yield, Energy Consumption, Orange Peel, Perlite
  • شعیب غلامی، سعید مینایی*، علیرضا مهدویان، شفیع رحمتی
    بسته بندی، انتقال و جدا کردن محصولات کشاورزی ازجمله فرآیندهایی هستند که بسته به نوع محصول موجب آسیب دیدگی احتمالی، تلفات و افزایش ضایعات این محصولات می شوند. ازاین رو، شناخت ویژگی های مقاومت مکانیکی محصول برای جلوگیری از بروز آسیب های مکانیکی ضروری است. استفاده از آزمون های مکانیکی مانند آزمون فشاری از راهکاری های مرسوم برای رسیدن به اطلاعات مورد نیاز است، اما بهره گیری از روش های شبیه سازی با صرف هزینه کمتر و با سرعت بیشتر، دامنه گسترده تری از اطلاعات مانند محل توزیع تنش و کرنش در میوه را مشخص می کند. میوه "به" با نام علمی Cydonia oblonga مانند محصولات مشابه، امکان آسیب دیدگی مکانیکی دارد. در پژوهش حاضر، به منظور تعیین ویژگی های مکانیکی میوه "به" آزمون های مکانیکی توسط دستگاه آزمون مواد در سرعت 10 میلی متر بر دقیقه اجرا و برای شبیه سازی آزمون بارگذاری در سرعت 10 میلی متر بر دقیقه به منظور اعتبار سنجی از نرم افزار ANSYS بهره گیری شد. نتایج تجربی و مدل سازی شده میوه "به" نشان داد در مدل ویسکوالاستیک، رفتار میوه در نقطه شکست حین بارگذاری شبه استاتیک با نتایج تجربی دارای 7 درصد اختلاف است. نتایج ارزیابی سرعت های بارگذاری 5 و 20 میلی متر بر دقیقه اعمال شده در مدل شبیه سازی شده نشان داد که در سرعت 20 میلی متر بر دقیقه تنش برشی و عمودی بیشتری به نمونه وارد می شود و کمینه مقدار تنش برشی و عمودی که عامل اصلی شکست در میوه هستند، مربوط به سرعت 5 میلی متر بر دقیقه است. با توجه به نتایج ارزیابی ها، بهتر است عملیات برداشت و پس از برداشت میوه تحت شرایطی صورت پذیرد که منجر به  سرعت های بارگذاری کمتر (5 میلی متر بر دقیقه) می شود، تا از میزان ضایعات آن تا حد امکان کاسته شود.
    کلید واژگان: ANSYS، تنش عمودی، تنش برشی، میوه به، خواص مکانیکی
    Shoaib Gholami, Saeid Minaei *, Alireza Mahdavian, Shafie Rahmati
    Packaging, transportation, and separation of agricultural products are among the processes that cause potential damage, losses, and increased waste, depending on the type of product. Therefore, determining the mechanical strength properties is one of the most important approaches to prevent mechanical damage. Using mechanical tests, such as compression tests, is a common approach to obtain information, but simulation methods can help determine a wider range of information, such as stress and strain distribution patterns in the fruit, at lower cost and higher speed. Quince (Cydonia oblonga), which like other fruits is susceptible to mechanical damage, is rich in various compounds such as flavonoids and phenolic acid, which contribute to anti-cancer, anti-inflammatory, anti-allergic, and antimicrobial properties. In this study, to determine the mechanical properties of quince, compression tests were performed on fruit specimens at a rate of 10 mm/min using a materials testing machine and supplemented by simulation using ANSYS software FEM. The results of the experiments and simulations showed that a viscoelastic model adequately describes the behavior of the fruit under quasi-static loading. The simulation results for loading rates of 5 and 20 mm/min showed that the specimen is subjected to higher shear and normal stresses at a rate of 20 mm/min. The minimum of shear and normal stresses is associated with the rate of 5 mm/min. According to the evaluation results, it is better to perform harvesting and post-harvesting of quinces in such a way that lower loading rates (5 mm/min) are applied to avoid losses as much as possible.
    Keywords: ANSYS, Normal stress, Shear Stress, Cydonia oblonga, MECHANICAL PROPERTIES
  • محمد صدفی، سعید مینائی*، حسین با خدا، جعفر امیری پریان
    کشاورزی موضعی زیر مجموعه ای از کشاورزی دقیق با هدف افزایش بهره وری بر پایه سنجش تغییرات مکانی، ویژگی های خاک و گیاه و مصرف نهاده ها به صورت متغیر در پهنه زمان و مکان بنا شده است. موقعیت یابی صحیح ماشین کشاورزی در مکان مربوطه هدفی مهم است تا با توجه به آن، عملیات کشاورزی مورد نظر انجام پذیرد. در این پژوهش دستگاه موقعیتیاب زمینی دارای حسگرهای سنجش زاویه فرمان و تعداد دوران چرخ متحرک تراکتور ساخته شده است. این سامانه با موقعیتیابی محلی و بدون نیاز به هرگونه سرویس دهنده خارجی، مورد آزمایش مزرعهای قرار گرفت و داده ها با مقادیر خروجی گیرنده سامانه موقعیت یاب ماهواره ای (GNSS) مقایسه شدند. آزمایشها در زمینهای شخم خورده، شخم نخورده، آسفالت و در شرایط آب و هوایی آفتابی و ابری انجام گرفت. طرح آماری بر پایه بلوک های کامل تصادفی در قالب آزمون فاکتوریل به صورت 2×2×3 با چهار تکرار انجام شد.طبق نتایج بدست آمده، داده های محورهای X و Y گیرنده ی GNSS و دستگاه خود رهیاب به ترتیب در سطح 1% و 5% تفاوت معناداری را نشان دادند. تغییر در عوامل محیطی شامل وضعیت زمین و شرایط هوایی آفتابی یا ابری در هر دو محور X و Y تاثیر معناداری بر تعیین موقعیت توسط گیرنده GNSS و خود رهیاب نشان نداد. میزان دقت در سامانه خود رهیاب در محور X برابر با cm25 و برای گیرنده GNSS cm250 و همچنین در محور Y برابر با cm50 و برای گیرندهGNSS، cm140 است. در نتیجه دستگاه خودرهیاب در هر دو محور X و Y دقیق تر است. مقدار انحراف از نقطه واقعی توسط گیرنده GNSS و دستگاه خودرهیاب در سطح 1% دارای تفاوت معنادار بود و میزان خطای تعیین فاصله در سامانه خودرهیاب cm60 و در گیرنده GNSS برابر با cm400 بدست آمد. بطور کلی عملکرد سامانه خودرهیاب در یافتن مسیر بهینه حرکت تراکتور دقیق تر از گیرنده GNSS معمولی (فاقد تصحیح افتراقی)
    کلید واژگان: سامانه خودرهیاب، GNSS، مسیریابی محلی، کشاورزی دقیق
    Site-specific agriculture is a subset of precision agriculture that aims to increase productivity as well as the quantity and quality of crops based on measuring spatial variation, soil and plant characteristics, and consumption of inputs as variables in time and space. The first step to fulfill this goal is to locate the agricultural machine in the relevant place so that the desired operation can be performed accordingly. In the current research, a ground positioning device with sensors for measuring the steering angle and the number of rotations of the moving wheel of the tractor has been developed. The system was field-tested with local positioning without needing external servers, and the data were compared with the output values of a GNSS receiver. The experiments were performed on asphalt, plowed and uncultivated fields as well as in sunny and cloudy conditions. The statistical design was based on randomized completeblocks as a factorial test in 2 × 2 × 3 with four replications. According to the obtained results, the X and Y axes data of the GNSS receiver and self-tracking device showed a significant difference at the 1% and 5% levels, respectively. Changes in environmental factors, including sunny/cloudy and the ground surface conditions on both the X and Y axes, did notsignificantly affect positioning by the GNSS receiver and the self-tracker. The accuracy of the tracker system in the X direction was found to be 25 cm and for the GNSS receiver 250 cm, while in the Y direction, this was 50 cm and 140 cm for the GNSS receiver. As a result, the tracker system was more accurate on both the X and Y axes. In addition, path deviation distances obtained with the GNSS receiver and the self-tracking device were significantly different at the 1% probability level. The accuracy of determining the distance in the selftracking system was 60 cm, while with the GNSS receiver, it was 400 cm. In general, the performance of the self-tracking system in finding the optimal trajectory was more accurate than the conventional GNSS receiver (without DC correction).
    Keywords: Self-navigation system, GNSS, Local navigation, Precision agriculture
  • هادی حسینی، سعید مینایی*، بابک بهشتی
    روغن کنجد یکی از روغن های بسیار با کیفیت خوراکی است که قیمت بالای آن، انگیزه را برای تولید نمونه تقلبی افزایش داده است. بنابراین، شناسایی ناخالصی به ویژه با ابزار یا روش های غیرتماسی برای تشخیص خلوص روغن کنجد نسبت به نوع تقلبی آن، اهمیت زیادی دارد. در این پژوهش، میزان اسید های چرب نمونه های خالص روغن کنجد، کلزا، آفتابگردان و ترکیب آنها با سطوح ناخالصی (5، 10، 20، 30، 40 و50 درصد) به روش گازکروماتوگرافی تعیین و سپس، قابلیت سامانه ماشین بویایی طراحی شده بر پایه ده حسگر نیمه هادی اکسید فلزی برای تشخیص و طبقه بندی نمونه ها ارزیابی شد. پس از استخراج بردار ویژگی پاسخ حسگرها نسبت به ترکیبات فرار مواد آلی روغن ها، داده های پیش پردازش شده با روش های تحلیل چند متغیره تحلیل مولفه های اصلی، تحلیل تفکیک خطی، حداقل مربعات جزیی، K-نزدیک ترین همسایه و ماشین بردارپشتیبان به منظور تشخیص و طبقه بندی نمونه های ناخالص، بررسی شدند. در روش PCA، واریانس مجموعه داده ها 68/95 درصد به دست آمد. برای انتخاب الگوی مناسب با دقت بالا، داده های به دست آمده با روش های LDA، KNN و SVM طبقه بندی شدند. نتایج نشان داد ماشین بردارپشتیبان با تابع کرنل پایه شعاعی در روش C-SVM دارای بیشترین دقت طبقه بندی بود و دقت آموزش و اعتبارسنجی به ترتیب 34/96 و 56/90 درصد به دست آمد. بعد از آن، مدل های LDA و KNN به ترتیب دارای دقت طبقه بندی 30/92 و 83/89 درصد بودند. بر پایه نتایج به دست آمده، این سامانه به همراه الگورتیم طبقه بندی مناسب می تواند به عنوان روشی غیرمخرب برای طبقه بندی موفق نمونه ها و تشخیص ناخالصی های روغن کنجد به کار گرفته شود.
    کلید واژگان: بو سنجی، بینی الکترونیک، تحلیل مولفه اصلی، روغن خوراکی، غیرمخرب
    Hadi Hosseini, Saeid Minaei *, Babak Beheshti
    Sesame oil which is one of the most popular and expensive edible oils, is prone to adulteration. High price of Sesame oil has motivated adulterers to mix the high-quality Sesame oil with low-quality, less expensive vegetable oils. In this study, the fatty-acid profiles of sesame, rapeseed, sunflower oil samples as well as their mixtures (0, 5, 10, 20, 30, 40 and 50% levels) were determined using Gas Chromatography. Also, Machine olfaction system containing 10 MOS sensors was utilized for detection experiments. Sensor response patterns were used for analyzing and recognizing pattern of electronic-nose signals using multivariate data analysis, including Principal Component Analysis (PCA), Linear Discriminant Analyses (LDA), Partial Least Squares (PLS), K-Nearest Neighbors (KNN) and Support Vector Machine (SVM). Results of the SVM with RFB kernel in C-SVM method had the highest classification accuracy. The accuracy of training and validation were 96.34 and 90.56%, respectively, and next were LDA and KNN models with classification accuracies of 92.30% and 89.94%, respectively. In the light of these results, the proposed models along with the measurement system represent excellent tools for the detection of sesame seed oil adulteration with cheaper vegetable oils.
    Keywords: Edible oil, electronic nose, Non-destructive, Olfactometry, Principal component analysis
  • ماندانا محفلی، سعید مینائی، علی فدوی، شیرین دیانتی دیلمی

    تکنولوژی بذر مصنوعی یک فناوری در حال رشد در حوزه بیوتکنولوژی گیاهی است که پتانسیل قابل توجهی برای تکثیر و محافظت از گونه های نادر و در معرض خطری را دارد که ازدیاد آن ها به روش معمول مشکل است. در این مطالعه، از نرم افزار Image J برای پردازش تصویر دیجیتال کپسوله ها و تعیین درصد کرویت، حجم کپسوله ها و شاخص مرکزیت پروتوکورم در بذر مصنوعی استفاده شد. عملکرد شبکه های مصنوعی MLP و RBF و روش سطح پاسخ (RSM) برای پیش بینی و بهینه-سازی ویژگی های فیزیکی بذر مصنوعی ارکیده فالانوپسیس، بر اساس مجموع مربعات خطا (SSE) و ضریب همبستگی (R) برای هر متغیر خروجی مقایسه شد. غلظت های مختلف آلژینات سدیم (3، 4 و 5 درصد)، کلرید کلسیم (100، 125 و 150 میلی مولار) و ارتفاع سقوط قطره (1، 5/1 و 2 سانتی متر)، به عنوان متغیرهای ورودی و درصد کرویت، حجم کپسوله ها و شاخص مرکزیت پروتوکورم به عنوان متغیرهای خروجی مدل در نظر گرفته شدند. نتایج نشان داد که پردازش تصویر یک روش موثر برای تعیین ویژگی های فیزیکی بذر مصنوعی است. متغیرهای ورودی در سطح احتمال 5 درصد رابطه مثبت و معنی داری با هر سه متغیر خروجی داشتند. طبق نتایج به دست آمده شبکه عصبی MLP از نظر قابلیت های پیش بینی و مدل سازی آن در مقایسه با مدل های RBF و RSM برتری قابل توجهی نشان داد. شرایط بهینه برای پیش بینی درصد کرویت، حجم کپسوله ها و شاخص مرکزیت پروتوکورم، به ترتیب با بیشترین ضرایب همبستگی 79/0، 57/0و 67/0 و حداقل مجموع مربعات خطای 0014/0، 0031/0 و 0042/0 در ساختارهای MLP 3-14-1، MLP 3-10-1 و MLP 3-14-1 انتخاب شد. نتایج نشان داد که شبکه عصبی مصنوعیMLP ابزاری مناسب جهت پیش بینی و بهینه سازی ویژگی های فیزیکی بذر مصنوعی ارکیده فالانوپسیس است.

    کلید واژگان: کپسوله سازی، پروتوکورم، نرم افزار Image J، RSM و ANN

    Artificial seed production is a developing technology in plant biotechnology that provides considerable potential for conserving rare, endangered, and threatened species that are difficult to propagate through conventional propagation methods. In the present investigation, Image J software was used to process the digital image of the capsules and determine the volume, sphericity, and artificial seed centrality index. Response surface methodology (RSM) and artificial neural network (MLP and RBF) were utilized to model, predict and optimize the physical properties of the artificial seed of Phalaenopsis orchid. The training and validation data sets of the studied models were compared using regression coefficients (R) and sums of squared errors (SSE). Artificial seeds were obtained through encapsulation of Phalaenopsis orchid protocorm using various levels of sodium alginate concentration (3, 4, and 5%), calcium chloride concentration (100, 125, and 150%), and drop height (1, 1.5, and 2 cm) as input variables. Physical properties of artificial orchid seeds, including (capsule volume, sphericity index (SI), and concentric index (CI)) were considered as output variables. The results showed that image processing is an effective method for determining the physical properties of artificial seeds. According to the regression models, Results showed that interaction effects of the main factors are positively correlated with volume (p< 0.05). The effects of sodium alginate× calcium chloride concentration were significantly correlated with the CI index (P< 0.05). In addition, the sphericity value was positively correlated with sodium alginate concentration. In general, based on R2 and SSE values, the MLP model showed a much more accurate prediction than RSM and RBF models in terms of the values R2 and SSE. The optimum condition for volume, sphericity and CI index values was obtained using MLP 3-10-1 (R= 0.79, SSE= 0.0014), MLP 3-14-1 (R= 0.57, SSE= 0.0031) and MLP 3-14-1 (R=0.67, SSE= 0.0042), respectively. It is concluded that the ANN (MLP) is a desirable tool for the prediction and optimization of the physical properties of Phalaenopsis orchid synthetic seed.

    Keywords: ANN, Encapsulation, Image J, Protocorm, RSM
  • مجید داودی، سعید مینایی*، احمد شریفی
    پژوهش حاضر شامل طراحی، ساخت، و ارزیابی یک واحد کارنده مالچ زنده است. در این مطالعه در راستای کشاورزی پایدار و به منظور رفع مشکلات استفاده از ماشین های کشاورزی در انجام عملیات کاشت مالچ زنده، یک واحد کارنده به صورت نمونه اولیه طراحی و ساخته شد تا با به کارگیری اصول صحیح در فرایند کاشت مخلوط، گیاه پوششی را در شیارهای بین ردیف های گیاه اصلی بکارد. در این کارنده از موتور الکتریکی و  صفحه سقوط برای انتقال بذر از موزع به زمین بهره گیری شد. نتیجه این تحقیق، یک نمونه اولیه از کارنده ای است که با قابلیت کاشت 6/19 تا 2/163 گرم در دقیقه می تواند مالچ زنده ماشک گل خوشه ای را با تلرانس اندکی (54/0 گرم) در تمام عرض شیار 75 سانتی متری بکارد. آزمایش های کارگاهی به منظور ارزیابی عملکرد دستگاه در شرایط شبیه سازی شده صورت گرفت. آزمون کارگاهی کارنده بر پایه استاندارد ASAE S341.2 DEC92، برای ارزیابیتوزیع عرضی بذر و توزیع طولی بذر و در قالب طرح های فاکتوریل کامل تصادفی اجرا شد. نتایج ارزیابی اولیه کارنده نشان داد که با تغییر سرعت دورانی موزع، قسمت های مختلف روی صفحه سقوط از نظر تحویل حجم بذر با هم تفاوت معنی داری دارند. موقعیت های مختلف صفحه از  نظر شکستگی بذرها تفاوت معنی داری با یکدیگر نداشتند. افزایش سرعت دورانی محور موزع از 20 به 25 دور در دقیقه منجر به افزایش معنی دار میزان شکستگی بذرها شد. با افزایش سرعت دورانی محور موزع، ضریب نایکنواختی همه خروجی ها به طور معنی داری کاهش یافت.
    کلید واژگان: کاشت، موتور DC، موزع، مدولاسیون عرض پالس
    Majid Davoodi, Saeid Minaei *, Ahmad Sharifi
    This research includes the design, manufacturing, and evaluation of a live mulch planter unit. In order to address the problems of using agricultural machinery in performing live mulch planting in the furrows or simultaneously with the main crop, a prototype planting unit was designed. In this planter, a seed-drop plate was used to convey the seeds from the metering device to the ground. The result of this project was a prototype of a planter with the ability to plant 19.6 to 163.2 grams per minute of live mulch (hairy vetch) with a tolerance of 0.54 grams along the entire width of a 75 cm furrow. Laboratory and field experiments were conducted to evaluate its performance in actual field conditions, based on planting accuracy and field efficiency. The Laboratory test was performed according to ASAE S341.2 DEC92 standard for Grain Drill evaluation. Results of the initial evaluation of the planter showed that changing the rotational speed of the metering device significantly affected seed output on the drop plate in terms of seeding rate. The position of the outlets did not differ significantly in terms of seed damage. Increasing rotational speed of the metering device significantly increased the tendency of metering mechanism to damage seeds. Increasing rotational speed of the metering device significantly decreased index of non-uniformity in all outlets.Results of the initial evaluation of the planter showed that changing the rotational speed of the metering device significantly affected seed output on the drop plate in terms of seeding rate. The position of the outlets did not differ significantly in terms of seed damage. Increasing rotational speed of the metering device significantly increased the tendency of metering mechanism to damage seeds. Increasing rotational speed of the metering device significantly decreased index of non-uniformity in all outlets.
    Keywords: DC motor, planting, Pulse Width Modulation, Seed meter
  • مهدی نوجوان، سعید مینایی*، شهریار صرامی
    بهره گیری از آخرین فناوری های روز دنیا برای حفظ و فرآوری مواد غذایی امری ضروری است. مصرف کنندگان محصولاتی را می پسندند که کمترین تغییر را در طول فرآوری و نگهداری داشته اند. میدان الکتریکی پالسی (PEF)، یکی از روش های غیر حرارتی برای فرآوری و نگهداری مواد غذایی شناخته شده است. در این پژوهش یک سامانه میدان الکتریکی ضربانی با استفاده از منبع تغذیه پیوسته با خروجی DC، یک سامانه تولید ضربان مبتنی بر اشمیت تریگر و یک کلید نیمه هادی (IGBT) با گیت درایور، طراحی و ساخته شد و مورد آزمایش قرار گرفت. پارامترهای ورودی برای انجام آزمایش ها عبارتند از: ولتاژ، تعداد پالس، بسامد و عرض ضربان. به منظور اعمال دو عامل تعداد پالس و بسامد تحریک، یک صفحه لمسی و اتوترانس برای تنظیم ولتاژ به کار برده شد. در ضمن عرض ضربان ثابت (2 میکروثانیه) بود. نتایج حاصل از ارزیابی در دو بخش ارایه گردید. در بخش اول ارزیابی کارکرد سامانه بود که با استفاده از دستگاه اسیلوسکوپ انجام گرفت و موج هایی با ولتاژبالا تولید گردید. در بخش دوم ارزیابی بر روی نمونه های ماهی از لحاظ تاثیر در افزایش میزان پروتئین استخراجی انجام گرفت. برای تحلیل داده ها و بهینه سازی فرآیند از روش سطح پاسخ (RSM) و طرح باکس-بنکن بهره گیری شد. نتایج بررسی نشان داد که با توجه به ضریب رگرسیونی، اثر فاکتور ولتاژ و توان دوم ولتاژ، بیشترین تاثیر در افزایش میزان استخراج پروتئین نمونه ها را داشته اند.
    کلید واژگان: پالس الکتریکی، استخراج پروتئین، سطح پاسخ، بهینه سازی
    Mehdi Nojavan, Saeid Minaei *, Shahriar Sarami
    Utilizing the latest available technologies is essential for food preservation and processing. Consumers increasingly prefer products that have undergone the least change during processing and storage. Among them, pulsed electric field (PEF) is one of the non-thermal methods of food processing and storage. In this study, a Pulsed Electric Field system was designed, fabricated and then evaluated. For this purpose, a Schmidt-Trigger-based pulse generating system system and a semiconductor key (IGBT) were designed and tested using a gate driver with DC output. The input parameters for the tests included: voltage, number and frequency of pulses as well as pulse width. In order to adjust the two parameters, pulse number and excitation frequency, a touch panel and autotransformer were utilized to adjust the voltage. A constant pulse width of 2 microseconds was used. The results of the evaluation were reported in two parts. In the first part, the evaluation of the system function was performed using an oscilloscope and high voltage waves were produced. In the second part, the evaluation of the fish samples was performed in terms of the effect on the value of extracting protein. The Response-Surface method and Box-Bhenken scheme were used for data analysis and process optimization. Results of analyses showed that based on regression coefficients, the effect of the voltage factor and the second voltage factor had the highest influence on Protein extraction increase.
    Keywords: Electric pulse, Protein extraction, Response surface, Optimization
  • سیده عارفه حسینی، احمد بناکار*، سعید مینائی، سامان آبدانان مهدی زاده

    تعیین وضعیت نطفه داری تخم مرغ سهم عمده ای در تعیین کیفیت تخم مرغ و محصولات آن دارد، در همین راستا به منظور دستیابی به بهره وری و تولید بیشتر ارزیابی تخم مرغ از لحاظ نطفه دار بودن ضروری و مهم تلقی می گردد. در این راستا، طیف گیری در محدوده ی طیفی nm1100-190 از 130 نمونه تخم مرغ محلی در راستای قطر اصلی به مدت 3 روز در دوره انبار مانی انجام پذیرفت. داده های طیفی حاصل از اسپکترومتر، افزون بر اطلاعات نمونه، شامل اطلاعات ناخواسته و نویز هستند. به همین دلیل، برای دستیابی به مدل های طبقه بندی دقیق، نیاز به پیش پردازش داده های طیفی پیش از تدوین مدل مناسب است. در این راستا، طبقه بند هوشمند شبکه عصبی بر پایه ی اندازه گیری های مرجع و اطلاعات طیف های پیش پردازش شده با ترکیب روش های مختلف هموارسازی، نرمالسازی و افزایش قدرت تفکیک طیفی برای تعیین وجود نطفه در تخم مرغ تدوین شدند. نتایج طبقه بندی در روز صفرم، اول، دوم، انبارمانی با دقت 3/72%،1/73%، 5/75%، و تشخیص به ترتیب ، 31/86، 1/87%، 76 % و حساسیت به ترتیب: 83/61%، 63/79% و 3/73 % بدست آمد.

    کلید واژگان: نطفه، کیفیت سنجی تخم مرغ، کندلینگ، اسپکترومتر، شبکه عصبی، طیف سنجی مرئی
    Seyedeh Arefeh Hosseini, Ahmad Banakar*, Saeid Minaei, Saman Abdanan Mehdizadeh

    Determining the status of egg fertilization plays a major role in determining the quality of eggs and their products. In this regard, in order to achieve greater productivity and production, egg evaluation is considered necessary and important in terms of spermatogenesis. In this regard, spectroscopy was performed in the range of 0.01900 nm from 130 local egg samples in the direction of the main diameter for 3 days during the storage period. Spectrum data from spectrometers, in addition to sample information, include unwanted information and noise.  For this reason, in order to achieve accurate classification models, it is necessary to process spectral data before developing the appropriate model. In this regard, intelligent neural network classification was developed based on reference measurements and information of pre-processed spectra by combining different methods of smoothing, normalizing and increasing spectral separation power to determine the presence of sperm in the egg.  Classification results on day zero, first, second, warehousing with 72.3% accuracy, 73.1%, 75.5%, and detection, 86.31, 87.1%, 76% and sensitivity, respectively: 83 61%, 79.63% and 73.3% were obtained.

    Keywords: Sperm, Egg quality assessment, Candling, Spectrometer, Visual, NIR Spectroscopy, Neural Network
  • محمد حسین پور زرنق، سعید مینایی*، علیرضا مهدویان، محمدهادی خوش تقاضا

    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.

    کلید واژگان: برش دقیق، سبزی، بینایی ماشین
    Mohammad Hosseinpour Zarnaq, Saeid Minaei *, Alireza Mahdavian, MohammadHadi Khoshtaghaza

    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
  • مهرداد آقایی سعدی، سعید مینایی*، بهاره جمشیدی

    در این پژوهش، توانایی روش طیف سنجی Vis/NIR بازتابی به منظور سنجش و پیش بینی غیرمخرب مقدار قند موجود در ریشه های چغندرقند و هم چنین اثر پیش پردازش های مختلف طیفی بر دقت مدل های چندمتغیره پیش بینی کننده مطالعه شد. در این راستا، طیف گیری از نمونه های چغندرقند در مد اندازه گیری برهم کنش و در محدوده طیفی 2500-350 نانومتر و به صورت تماسی از نواحی مختلف در بخش های طوقه، ریشه و دم چغندرقند انجام شد. بدین منظور ابتدا طیف گیری از روی پوست در 3 ناحیه موردنظر اجرا شد و سپس نمونه ها به صورت عمودی برش داده شدند و از نواحی سه گانه طیف گیری به عمل آمد. نتایج نشان داد که از روش طیف سنجی می توان برای سنجش مقدار قند چغندر بهره برد. هم چنین نتایج نشان داد که ناحیه بروز پیک های جذبی مهم طیف های Vis/NIR در نمونه های با پوست و بدون پوست مشابه است. بنابراین می توان اثر ترکیبات شیمیایی پوست چغندرقند را در طیف سنجی Vis/NIR غیرمخرب به منظور شناسایی ترکیبات درونی آن نادیده گرفت. نتایج پیش بینی مقدار قند (SC) نمونه های چغندرقند با پوست، با مدل PLS بر پایه ترکیب SG+D2 بهترین دقت تشخیص را نشان داد، به گونه ای که پیش پردازش SG+D2 (87/0rc=، 90/0RMSEC=، 95/0rp =، و 55/0RMSEP =) با دقت عالی (20/3SDR=) توانست مقدار SC را پیش بینی نماید. در نهایت، سامانه ای بر پایه مدل تدوین شده طراحی شد که توان سنجش عیار محصول به صورت غیرمخرب را دارا است. این سامانه می تواند در هنگام تحویل محصول به کارخانه های چغندرقند به کار گرفته شود. هم چنین، از سامانه طراحی شده می توان در موسسه اصلاح بذر چغندرقند برای پژوهش های اصلاح نژاد استفاده کرد.

    کلید واژگان: اثر پوست، مدلسازی چندمتغیره، ساکارز، عیار قند ریشه
    M. Aghaei Sadi, S. Minaei *, B. Jamshidi

    In this study, the ability of the near infrared interactance (NIR) spectrometry for nondestructive assessment and prediction of the sugar content of the roots of sugar beet were studied. Additionally, the effect of spectral pre-processing methods on the accuracy of multivariate predictor models was assessed. In this regard, the spectrometry of sugar beet samples was performed in the interactance measurement mode within the spectral range of 350-2500 nm using a contact probe. For this purpose, at first skin spectroscopy was performed in 3 desired areas and then the samples were cut vertically and finally spectroscopy was performed in these three areas. The results show that spectroscopy could be used to measure the amount of sugar in beets. Regions of the main absorbance peaks on NIR spectra of the intact and peeled sugar beets were the same. Therefore, the effect of chemical compounds of sugar beet skin can be ignored to identify internal compounds with nondestructive NIR spectroscopy. Additionally, sugar content of the product can be measured without the need to cut it. Prediction of the sugar content of intact samples with the PLS model based on SG + D2, is the the most accurate prediction method. Thus, SG+D2 preprocessing (rc =0.87, RMSEC = 0.90, rp = 0.95, RMSEP = 0.55) is suitable for predicting the amount of SC with the highes accuracy rate (SDR= 3.20). Finally, a system was designed based on the developed model with the ability to measure the grade of the product in a nondestructive way. This system can be used to process the facilities of sugar beet as well as research on breeding of sugar beet in breeding Institutes.

    Keywords: Multivariate Modeling, Skin Effect, Sucrose, Sugar Content of Root
  • آرمین کهن *، سعید مینایی

    به منظور افزایش دقت بخش بندی تصاویر گل محمدی، چند روش متعادل سازی هیستوگرام برای بهبود کیفیت تصاویر رنگی این گل ها و چند روش آستانه گیری برای بخش بندی گل های مذکور در تصویر، مورد بررسی قرار گرفت. قابل ذکر است که تصویربرداری در فضای باز و ساعات مختلف روز و شرایط متفاوتی از شدت نور انجام گرفت. برای بررسی دقیق تر، یک آزمایش فاکتوریل در قالب یک طرح کاملا تصادفی با دو عامل روش متعادل سازی هیستوگرام، در 8 سطح و روش آستانه گیری، در 15 سطح به کار گرفته شد. روش های متعادل سازی هیستوگرام عبارت بودند از: CHE, BBHE, BHEPL-D, DQHEPL, DSIHE, RMSHE, RSIHE و تیمار شاهد بدون متعادل سازی هیستوگرام (NHE). همچنین روش های آستانه گیری عبارت بودند از: Huang, Intermodes, Isodata, Li, maximum entropy, mean, minimum, moments, Otsu, percentile, Renyi’s entropy, Shanbhag, Yen, constant  و global basic thresholding method. تاثیر این دو عامل بر خصوصیات تصویر بخش بندی شده از قبیل: درصد سطوحی که به اشتباه بخش بندی شده اند (PISA)، درصد هم پوشانی سطوح (POA)، درصد سطوحی که تشخیص داده نشده اند (PUA) و درصد سطوح تشخیص داده شده گل ها (PDF) مورد بررسی قرار گرفت. نتیجه روش های متعادل سازی هیستوگرام نشان داد که DQHEPL و NHE پایین ترین میزان PUA (به ترتیب 13/11% و 32/8%)، بالاترین POA (به ترتیب 35/89% و 07/92%) و بالاترین PDF (به ترتیب 88/61% و 94/64%) را از لحاظ آماری دارا می باشند. روش های آستانه گیری تاثیر معنی داری بر PISA, PUA, POA و PDF داشتند. بزرگ ترین مقادیر PDF به روش آستانه گیری constant، minimum و Intremodes (به ترتیب 07/75%، 08/73% و 30/74%)، همچنین کمترین مقدار PISA مربوط به این موارد بود (به ترتیب 35/0%، 29/1% و 35/0%) و PUA (به ترتیب 72/33%، 09/23% و 56/15%). این روش ها بزرگ ترین مقدار POA را نشان دادند (به ترتیب 73/80%، 70/76% و 67/84%). لذا روش های مناسبی برای بخش بندی گل محمدی در تصویر رنگی محسوب می گردند.

    کلید واژگان: آستانه گیری، بخش بندی تصویر، پردازش تصویر، تعدیل هیستوگرام، گل محمدی
    A Kohan *, S Minaei

    Several histogram equalization methods for enhancing the color images of Rosa Damascena flowers and some thresholding methods for segmentation of the flowers were examined. Images were taken outdoors at different times of day and light conditions. A factorial experiment in the form of a Completely Randomized Design with two factors of histogram equalization method at 8 levels and thresholding method at 15 levels, was implemented. Histogram equalization methods included: CHE, BBHE, BHEPL-D, DQHEPL, DSIHE, RMSHE, RSIHE, and no histogram equalization (NHE) as the control. Thresholding method levels were: Huang, Intermodes, Isodata, Li, maximum entropy, mean, minimum, moments, Otsu, percentile, Renyi’s entropy, Shanbhag, Yen, constant, and global basic thresholding method. The effect of these factors on the properties of the segmented images such as the Percentage of Incorrectly Segmented Area (PISA), Percentage of Overlapping Area (POA), Percentage of Undetected Area (PUA), and Percentage of Detected Flowers (PDF) was investigated. Results of histogram equalization analysis showed that DQHEPL and NHE have the statistically significant lowest PUA (11.13% and 8.32%, respectively), highest POA (89.35% and 92.07%, respectively), and highest PDF (61.88% and 64.94%, respectively). Thresholding methods had a significant effect on PISA, PUA, POA, and PDF. The highest PDF belonged to constant, minimum, and Intermodes (75.07%, 73.08% and 74.30%, respectively) They also had the lowest PISA (0.35%, 1.29%, and 1.85%, respectively) and PUA (33.72%, 23.09%, and 15.56%, respectively). These methods had the highest POA (80.73%, 76.70%, and 84.67%, respectively). Hence, they are suitable methods for segmentation of Rosa Damascena flowers in color images.

    Keywords: Histogram equalization, Image processing, Image Segmentation, Rosa Damascena, Thresholding
  • حمید خفاجه، احمد بناکار*، سعید مینایی، مجید دلاور

    گلخانه ها باید یک محیط کنترل شده ای برای تولید گیاهان با نور خورشید، درجه حرارت و رطوبت کافی فراهم کنند. شرایط رشدی بهتر در گلخانه ها به طور عمده با حفظ دمای داخلی مطلوب رشد گیاه در مقایسه با دمای خارجی گلخانه به دست می آید. هدف از این تحقیق طراحی، ساخت و ارزیابی یک سامانه کنترل فازی برای یک واحد گلخانه تحقیقاتی است که قابلیت اندازه گیری، کنترل و پایش شرایط محیطی گلخانه را داشته باشد. متغیرهای کنترلی داخل گلخانه شامل دمای هوا، رطوبت نسبی محیط، شدت نور، میزان دی اکسید کربن هواست که بطور دقیق اندازه گیری و مانیتورینگ می شوند و توسط عملگرهایی (سامانه گرمایش، سامانه سرمایش، تنظیم دی اکسید کربن، تهویه و تنظیم رطوبت) کنترل می شوند. در این پژوهش، ابتدا گلخانه هیدروپونیک طراحی و ساخته شد. تجهیزات حرارتی و برودتی و همچنین حسگرهای مورد نیاز نصب شدند. سپس بااستفاده از منطق فازی سامانه کنترل فازی طراحی شد. در ادامه، با در نظر گرفتن اطلاعات مربوط به شرایط محیطی مناسب گلخانه هیدروپونیک خیار، مقادیر دما، رطوبت، نور و دی اکسید کرین بعنوان ورودی های فازی یک سیستم درنظر گرفته و قواعد سامانه فازی به گونه ای تنظیم شد که شرایط محیطی گلخانه نیز بر طبق اطلاعات ورودی، به صورت فازی تعریف گردند. نتایج حاصل از ارزیابی سامانه نشان داد که کنترل فازی به خوبی می تواند شرایط محیطی گلخانه را کنترل کند.

    کلید واژگان: گلخانه، هیدورپونیک، کنترل فازی، کنترل شرایط محیطی
    Hamid Khafajeh, Ahamad Banakar*, Saeid Minaee, Majid Delavar

    Greenhouses should provide a controlled environment to produce plants with sufficient sunlight, temperature, and humidity. Better growth conditions in the greenhouses are mainly achieved by maintaining the optimum indoor temperature compared to the outdoor temperature of the greenhouse. The objective of this study is design, construction and evaluation of a fuzzy control system for a research greenhouse with capability of measuring, control and monitoring of greenhouse environmental conditions. Greenhouses control variables are air temperature, ambient relative humidity, light intensity, CO2 levels which are monitored and controlled by operators (heating system, cooling system, carbon dioxide regulation system, ventilation and humidity regulation system). In this study, hydroponic greenhouse was first designed and constructed. Heating and cooling equipment as well as needed sensors were installed. Then, a fuzzy control system was designed. Finally, by considering information on the appropriate environmental conditions of the hydroponic greenhouse of cucumber, the values of temperature, humidity, light and carbon dioxide are considered as fuzzy system inputs and the rules of the fuzzy system were adjusted so that the environmental conditions of the greenhouse were also fuzzy defined according to the input data. The results of the system evaluation showed that fuzzy control can well control the greenhouse environmental conditions.

    Keywords: Greenhouse, Hydroponics, Fuzzy control, Environmental control
  • بهزاد بهزادی مکوندی، علی محمد برقعی*، ارژنگ جوادی، سعید مینایی، مرتضی الماسی
    مطالعه روی پارامترهای زیستی ماهی قزل آلا با روش سنتی (متکی بر عوامل انسانی و غیر اتوماتیک)، به دلیل مشکلات جدی مانند انتقال بیماری، مرگ بر اثر استرس، بی دقتی ها ، زمان بر بودن و... کارایی پایینی دارد. در این پژوهش، به کارگیری یک سامانه بینایی ماشین، مبتنی بر ویدیونگاری شامل محفظه تصویربرداری و نورپردازی، برای غلبه بر مشکلات روش سنتی پیشنهاد شده است. شیوه عمل برای اندازه گیری پارامترهای زیست سنجی ماهی، ویدیونگاری از حرکت ماهی حین عبور از اتاقک تاریک است. تصویر های منتخب از ویدیوی گرفته شده، پردازش شد. در این روش، طول، سطح رویه، وزن، میزان غذای مصرفی ویژه و فاکتور رشد ماهیان قزل آلا در شرایط کاملا کنترل شده اندازه گیری و به عنوان ملاک مقایسه (کنترل یا شاهد) به کار گرفته شده است. برای تخمین وزن ماهی از طریق پارامترهای اندازه گیری شده، شش مدل ریاضی به کارگیری شد و از این میان از مدل توانی وزن- طول به عنوان بهترین مدل برای تخمین وزن ماهی استفاده شده است. دقت سیستم در تخمین فاکتورهای زیست سنجی ماهی بزرگتر از 90 درصد و قابلیت سامانه در تخمین غذای مورد نیاز ماهی در فرایند رشد برابر با 98 درصد به دست آمده است.
    کلید واژگان: بینایی ماشین، ویدئو نگاری، فاکتور رشد
    Behzad Behzadi, Ali Mohammad Borghei *, Arjang Javadi, Saeid Minaei, Morteza Almassi
    Study on biometric parameters of trout species in the traditional method (based on human and non-automatic factors) are low-efficient due to serious problems such as disease transmission, stress-induced death, inaccuracy, & time-consuming. To overcome the problems of traditional method, an image-based vision system, including imaging and lighting chambers, was developed in this research. The fish biometric parameters were measured using fish movement videography during passage from the dark chamber. Then the selected images from the video were processed. The length, surface area, weight, amount of food consumed, & growth rate of trout were measured under fully controlled conditions and used as comparison criteria (control). Six mathematical models were used to estimate fish weight through measured parameters and among them the weight/length model was used as the best model for estimating fish weight. The accuracy of the system in estimating fish biometric parameters was above than 90% and the system’s capability to estimate the fish required food during the growth process was 98%.
    Keywords: Image Processing: Videography, Growth rate
  • لیلا زمانی*، صمد برزویان، سعید مینایی
    هدف این پژوهش بررسی نقش کمیته حسابرسی در گزارشگری پایداری شرکت ها است. پژوهش حاضر از نوع پژوهش های کاربردی بوده و روش آن از نوع علی- پس رویدادی است. جامعه آماری تحقیق، کلیه شرکت های پذیرفته شده در بورس اوراق بهادار تهران می باشد. تعداد 228 شرکت به عنوان نمونه انتخاب شده که طی دوره زمانی 1392 تا 1397 مورد بررسی قرار گرفته اند و از روش تجزیه و تحلیل رگرسیون چند متغیره جهت آزمون فرضیه و تخمین ضرایب استفاده گردید. نتایج بدست آمده از پژوهش بیانگر این مهم می باشند که استقلال کمیته حسابرسی، تخصص اعضای کمیته حسابرسی و اندازه کمیته حسابرسی بر گزارشگری پایداری شرکت ها تاثیری مثبت و معناداری دارد. این موضوع ناشی از توجه بیشتر کمیته حسابرسی به مسئولیت اجتماعی و موارد مرتبط با توسعه پایدار است. همچنین نتایج بیانگر این است که کمیته حسابرسی به عنوان یکی از ارکان ساختار کنترل داخلی شرکت، در راستای حفظ منافع گروه های مختلف استفاده کننده از اطلاعات حسابداری شرکت گام برداشته و به کارگیری این کمیته در بهبود فرآیند گزارشگری و همچنین ارائه اطلاعات و گزارش های شفاف و قابل اتکا موثر است. با توجه به نتایج پژوهش به مدیران پیشنهاد می گردد که جهت جلب نظر سرمایه گذاران، همسویی با توسعه محیط زیست، افزایش ارزش شرکت و سایر موارد موثربر کارایی و اثر بخشی شرکت ها، به استقلال و تخصص مالی کمیته حسابرسی در جهت افزایش مسئولیت پذیری شرکت توجه نموده و آن را در برنامه خود قرار دهند.
    کلید واژگان: استقلال کمیته حسابرسی، تخصص اعضای کمیته حسابرسی و اندازه کمیته حسابرسی، گزارشگری پایداری شرکت ها
    Leila Zamani *, Samad Borzoian, Saeid Minaei
    The objective of this study was to Investigating the role of audit committee attributes in corporate sustainability reporting. The present study is an applied research and its method is causal-post-event. The statistical population of the study is all companies listed on the Tehran Stock Exchange. The sample was selected using systematic exclusion sampling method and imposing conditions of the research variables to 228 firms during 2014-2019. Statistical technique of panel data regression was used to analyze data and test the hypotheses. According to the results, there was a significant positive relationship between Audit Committee Independence, Audit committee financial expertise and Audit Committee Size on corporate sustainability reporting. This is due to the fact that the Audit Committee pays more attention to social responsibility and issues related to sustainable development. The results also indicate that the audit committee, as one of the elements of the company's internal control structure, has taken steps to protect the interests of various groups using the company's accounting information and employ this committee to improve the reporting process as well as provide transparent information and reports. And it is reliable and effective. According to the research results, it is suggested to managers that in order to attract investors, align with environmental development, increase company value and other factors affecting the efficiency and effectiveness of companies, to the independence and financial expertise of the audit committee to increase corporate responsibility. Pay attention and put it in your plan.
    Keywords: Audit Committee Independence, Audit Committee Expertise, Audit Committee Size, Corporate Sustainability Reporting
  • علی صائبی، سعید مینایی*، علیرضا مهدویان، محمد تقی عبادی
    استفاده از عرقیات گیاهی یکی از پرطرفدارترین شیوه های مصرف گیاهان دارویی است. مقدار بالای اسانس و میزان پایین متانول در آن ها مطلوب متخصصین صنایع غذایی و دارویی می باشد. به منظور بررسی تاثیر ارتفاع برداشت بر کیفیت عرق بدست آمده از گیاه دارویی زوفا، آزمایشی در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی در سه تکرار اجرا شد که تیمارها شامل چهار ارتفاع برداشت 15، 25، 35 و 45 سانتی متر از بالاترین قسمت گیاه و همچنین ضایعات باقی مانده اندام برداشت نشده از ارتفاع های 15، 25 و 35 سانتی متر بود. پارامترهای مورد بررسی غلظت متانول تولید شده در فرآیند عرق گیری و همچنین اسانس موجود در عرق از تیمارهای مختلف ارتفاع بود. نتایج آنالیز آماری بیانگر تاثیر معنی دار تیمارها بر صفات مورد مطالعه بود. تیمارهای مختلف ارتفاع برداشت نشان دادند با فاصله گرفتن از قسمت سرشاخه و نزدیک شدن به زمین، مقادیر متانول در عرق گیاه بطور قابل توجهی افزایش یافت بطوریکه از 2±64/71 میلی گرم بر لیتر (تیمار برداشت از ارتفاع 15 سانتی متر) به 52/3±07/219 میلی گرم بر لیتر (تیمار برداشت از ارتفاع 45 سانتی متر) رسید. در مورد تیمارهای ضایعات باقی مانده نیز مقادیر متانول از 43/1±3/142 میلی گرم بر لیتر برای ضایعات ارتفاع 15 سانتی متری تا 65/24±86/393 میلی گرم بر لیتر برای ضایعات ارتفاع 35 سانتی متری افزایش داشت. همچنین در مورد مقادیر اسانس در عرق در همه تیمارها با افزایش ارتفاع برداشت کاهش این صفت مشاهده شد. یافته های این پژوهش نشان دادند که ارتفاع برداشت 15 سانتی متر از بالاترین قسمت گیاه به منظور دستیابی به ماده گیاهی با مواد موثره بیشتر و دارای قابلیت تولید عرق گیاهی با مقادیر کمتر متانول، به همراه امکان افزایش تعداد چین برداشت، برای تولیدات دارویی-غذایی توصیه می شود.
    کلید واژگان: ارتفاع برداشت، متانول، اسانس
    Ali Saebi, Saeid Minaei*, Alireza Mahdavian, Mohammad, Taghi Ebadi
    ​Distillates are one of the most popular consumer products of medicinal plants. High essential oil and low methanol contents have always been considered as two desirable factors by experts in the food and pharmaceutical industries. In order to investigate the effect of harvest height on Hyssop (Hyssopus officinalis L.) distillate quality, an experiment was conducted in a randomized complete block design with three replications. Four harvesting heights of 15, 25, 35 and 45 cm (measured from the highest point of the plant), as well as the remaining stalk, were the treatments in this research. The measured traits were: methanol and essential oil content in the distillates. The results of statistical analysis showed a significant effect of treatments on the studied traits. It can be said that methanol values significantly increased with the harvesting height measured from the top. It varied from 71.64 ± 2.7 mg/l for the height of 15 cm to 219.77 ± 3.52 mg/l for 45 cm. In the remaining stalk, methanol values increased from 142.33 ± 1.34 mg/l for 15 cm height to 393.86±24.65 mg/l for 35 cm height. It should be mentioned that at 45 cm height of cut, there was no remaining stalk. The amount of essential oil in the distillate increased with harvesting height. The findings of this study showed that the harvesting height of 15 cm from the highest part of the plant is recommended for obtaining a higher distillate quality with lower methanol content, and the possibility of increasing the number of harvesting cuts for the production of medicinal and nutritional products.
    Keywords: Harvest height, Methanol, Essential oil
  • صدیقه کسعلی *، سعید مینایی، مهدی عیاری
    خشک کردن یکی از روش های رایج برای افزایش ماندگاری گیاهان دارویی و محصولات کشاورزی است. در این پژوهش، فرآیند خشک کردن گلبرگ های زعفران با خشک کن هوای داغ لایه نازک در پنج سطح دمای 40، 60، 80، 100 و 120 درجه سلسیوس و سه سرعت هوای 5/0، 1 و 5/1 متر بر ثانیه و تاثیرات آن ها بر پارامتر های رنگی (مقادیر G, R و B) مورد بررسی قرار گرفت. به کمک سامانه ماشین بینایی، تصاویر رنگی از نمونه های خشک شده گلبرگ زعفران، دریافت و با استفاده از الگوریتم های پردازش تصویر، مورد پردازش قرار گرفت. ویژگی-های رنگی (RGB) آن ها نیز استخراج گردید. از سوی دیگر میزان آنتوسیانین به روش pH افتراقی و ویژگی هایL*a*b* نمونه ها به منظور تعیین شرایط مناسب خشک کردن اندازه گیری شدند. داده های حاصل با استفاده از آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی مورد تجزیه و تحلیل آماری قرار گرفتند. نتایج بررسی نشان داد بیشترین مقادیرRGB مربوط به محدوده دمای 80 تا 100 درجه سلسیوس است که نشان دهنده ی بیشترین نسبت و شدت رنگ های قرمز، سبز و آبی می باشد. همچنین در این بازه دمایی بیشترین میزان آنتوسیانین (21/482 میلی گرم بر لیتر) و کمترین مقدار تغییرات رنگ (∆E) بدست آمد که مطلوبیت نسبی این بازه برای خشک کردن گلبرگ های زعفران را نشان می دهد.
    کلید واژگان: زعفران، تغییرات رنگ، L*a*b*، بینایی ماشین، آنتوسیانین
    Sedigheh Kasali *, Saeed Minaei, Mahdi Ayyari
    Iran is the largest producer of saffron and more than 90 percent of Iran's saffron is produced in Iran.Drying is one of the methods commonly used to increase the shelf life of medicinal plants and agricultural products. In this study, drying process of saffron petals with thin layer hot air dryer at five levels at 40, 60, 80, 100 and 120 ° C and three air flow of 0.5, 1 and 1.5 m/s and their impacts of on colored parameter (amounts R, G and B) have been studied. By using vision machine system, color images of the saffron dried petals were taken, and analyzed using image processing algorithms, Features colored (RGB) were also obtained. In addition, the anthocyanin content, (using differential pH method) and L*a*b* characteristics were measured in order to determine the proper drying conditions of the samples. The data were analyzed using factorial experiment based on randomized complete design. The results showed that maximum RGB values were at the temperature range of 80 to 100°C, representing the greatest ratio and intensity of red, green and blue colors. Also in this temperature range, the highest anthocyanin content (482.21mg/l) and lowest color changes (ΔE) were obtained which was a relative desirability of this range for drying saffron petals.
    Keywords: Saffron, color changes, L * a * b *, vision machine, Anthocyanins
  • میثم لسانی، سعید مینایی*، جعفر مساح، رضا صالحی
    امروزه یکی از راه های مهم توسعه کشت سبزی ها، گسترش دانش و تجهیزات تولید گیاهان پیوندی است. این بخش در حوزه مهندسی تجهیزات کشاورزی قرار گرفته و بررسی مکانیک برش این گونه گیاهان از ابتدایی ترین گام ها در این زمینه است. در این پژوهش، با انتخاب دو گیاه گوجه فرنگی و بادنجان، دو سبزی مهم و پر تولید، اثر عواملی مانند نوع تیغه، سرعت بارگذاری، زاویه تمایل و زاویه اریب برش بر دو شاخص مهم برش یعنی بیشینه نیروی برش و انرژی برش ساقه گیاه در مرحله پیوندزنی بررسی شده است. نتایج آزمایش ها نشان می دهد بیشینه نیروی ویژه برش ساقه در محدوده 2/0 تا 5/5 نیوتن بر میلی متر قطر ساقه و انرژی ویژه برش در محدوده 2/0 تا 5 میلی ژول بر میلی متر مربع از سطح مقطع ساقه است. همچنین مشخص شد که از میان عوامل مورد بررسی، فقط نوع تیغه و زاویه تمایل آن بر نیرو و انرژی برش تاثیرگذار هستند. از میان انواع تیغه رایج در پیوندزدن سبزی ها، تیغه اصلاح صورت نیازمند کمترین نیروی برش است و افزایش زاویه تمایل در یکنواخت تر کردن برش مفید است.
    کلید واژگان: پیوند سبزیجات، تیغه برش، مکانیک برش، نیروی برشی
    Meisam Lesani, Saeid Minaei *, Jafar Massah, Reza Salehi
    Today, development of vegetable farming is involved with the development of knowledge and equipment for production of grafted plants. This area is classified in the field of biosystems engineering and mechanics of cutting should be investigated as the first steps in this field. In this research, effects of the type of cutting blade, loading rate, oblique angle, and tilt angle were studied on two important parameters in cutting including cutting energy and maximum cutting force of tomato and eggplant seedlings. The results showed that the maximum specific cutting force and the specific cutting energy were in the range of 0.2-5.5 N per millimeter of stem diameter and 0.2-5 mJ per square millimeter of stem cross section, respectively. Statistical analysis of the data revealed that only blade type and oblique angle significantly affected the cutting parameters. Among prevalent blade types in vegetable grafting operations, razor blade requires the minimum cutting force and increasing the blade oblique angle is useful in making a smooth cut.
    Keywords: Cutting Blade, Cutting Force, Cutting Mechanics, Vegetable Grafting
نمایش عناوین بیشتر...
بدانید!
  • در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو می‌شود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشته‌های مختلف باشد.
  • همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته می‌توانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال