فهرست مطالب

مهندسی بیوسیستم ایران - سال پنجاهم شماره 4 (زمستان 1398)
  • سال پنجاهم شماره 4 (زمستان 1398)
  • تاریخ انتشار: 1398/11/01
  • تعداد عناوین: 20
|
  • آتنا کشوری، افشین مرزبان* صفحات 749-759
    کهنه بودن تراکتورهای کشاورزی یکی از بزرگترین چالش های پیش روی بخش کشاورزی ایران به شمار می رود که سبب کاهش سطح مکانیزاسیون می گردد. در این راستا در این مطالعه وضعیت سن ناوگان تراکتوری و توان تعمیراتی استان خوزستان بررسی شد. بدین منظور تراکتورهای موجود به کمک نرم افزار ArcGIS در دو رده با عمر کمتر و بیشتر از 13سال پهنه‏بندی شدند. با توجه به بالا بودن تعداد تراکتورهای فعال با عمر بیش از 20 سال پهنه بندی این تراکتورها نیز در سطح استان انجام شد. میزان ضریب کهنگی عمر تراکتورهای هر شهرستان محاسبه شد و دلایل بهره‏برداری از تراکتورها با عمر کهنگی به کمک روش AHP مورد بررسی قرار گرفت. با استفاده از آنتروپی اطلاعات یک شاخص ترکیبی تحت عنوان توان تعمیراتی ارائه و شهرستان های استان بر مبنای آن رتبه بندی شدند. نتایج نشان دادند که بیشترین تعداد تراکتورهای با عمر بالای 13 سال به نیمه شمالی استان و دو شهرستان اهواز و هندیجان تعلق دارد. بالاترین ضریب کهنگی به شهرستان باغملک تعلق داشت و از بین دلایل مورد بررسی، پایین بودن تمکن مالی کشاورزان بالاترین اولویت را در به کارگیری تراکتورهای با عمر بالای 13 سال توسط کشاورزان داشت. مقدار شاخص توان تعمیراتی محاسبه شده نشان‏دهنده ضعیف بودن توان تعمیراتی در استان می باشد. بین ضریب کهنگی و توان تعمیراتی رابطه ای مشاهده نشد و تنها با تعداد تعمیرکار به عنوان یکی از زیرمعیارهای شاخص توان تعمیراتی همبستگی منفی مشاهده شد.
    کلیدواژگان: آنتروپی اطلاعات، پراکندگی عمرتراکتورها، پهنه بندی، ضریب کهنگی
  • داریوش زارع*، سعید اکبرزاده، محمد لغوی، محمدامین نعمت اللهی صفحات 761-770
    در این مقاله، شبیه سازی فرآیند خشک شدن نخودفرنگی در خشک کن مادون قرمز - هوای گرم با استفاده از روش اجزای محدود دو بعدی انجام شد. برای این منظور، معادله حاکم بر انتقال جرم و شرایط اولیه و مرزی آن استخراج شد. به کمک روش اجزای محدود با رویکرد گلرکین، دستگاهی از معادلات دیفرانسیل مرتبه اول بدست آمد. جهت شبیه سازی فرآیند خشک شدن و حل دستگاه معادلات، یک کد کامپیوتری در نرم افزار متلب تدوین شد. شبیه سازی در چهار سطح شدت تابش با مقادیر صفر، 2000، 4000 و 6000 وات بر متر مربع، سه سطح دمای 30، 40 و 50 درجه سلسیوس و سه سطح سرعت 5/0، 0/1 و 5/1 متر بر ثانیه انجام شد. در نهایت به منظور اعتبارسنجی مدل ارائه شده، نتایج این مدل سازی با نتایج حاصل از خشک کن آزمایشگاهی مادون قرمز - هوای گرم، مقایسه گردید. حداقل، حداکثر و متوسط میانگین خطای نسبی داده های اندازه گیری شده و پیش بینی شده با مدل سازی به روش اجزای محدود دوبعدی، به ترتیب %21/2، %77/3 و%50/2 می باشند. این روش دارای دقت مناسب و کارآیی بالا در پیش بینی تغییرات رطوبت محصول، طی فرآیند خشک کردن دانه نخودفرنگی، می باشد و اطلاعات بیشتری را در مورد انتقال رطوبت، بدون انجام آزمایش می دهد که می تواند جهت طراحی خشک کن ها مفید باشد.
    کلیدواژگان: نخود فرنگی، خشک کن هوای گرم - مادون قرمز، معادله انتقال جرم، روش اجزای محدود
  • طاهره صالح پور، مجید خانعلی*، علی رجبی پور صفحات 771-785
    مطالعه حاضر با فراهم آوردن فهرست موجودی چرخه زندگی تولید گل پامچال گلخانه ای به تجزیه و تحلیل جریان انرژی تولید این محصول با استفاده از روش تقاضای انرژی و اکسرژی تجمعی پرداخته است. داده های لازم از طریق پرسش نامه و مصاحبه حضوری از گلخانه داران در ساوجبلاغ جمع آوری شد. بر اساس نتایج، میزان کل شاخص تقاضای انرژی و اکسرژی تجمعی برای تولید یک بوته گل پامچال به ترتیب 45/8 و 24/8 مگاژول محاسبه شد. در بین گروه های اثر روش تقاضای انرژی تجمعی، گروه اثر منابع غیرتجدیدپذیر- فسیلی با 43/8 مگاژول بیش ترین سهم را به خود اختصاص داده بود که 66 درصد ناشی از مصرف انرژی مستقیم درون گلخانه بوده است. همچنین20/8 مگاژول از تقاضای اکسرژی تجمعی، ناشی از گروه اثر منابع غیرتجدیدپذیر-فسیلی بود که مصرف انرژی مستقیم درون گلخانه، مهم ترین نقش را در آن داشت.مصرف انرژی به ازای تولید یک بوته گل پامچال منجر به نشر 20576/0 کیلوگرم معادل کربن دی اکسید شده است.
    کلیدواژگان: اثرات زیست محیطی، انرژی، تقاضای اکسرژی تجمعی، تقاضای انرژی تجمعی، گل زینتی
  • علی متولی*، سید جعفر هاشمی، رضا طباطبایی کلور صفحات 787-799
    در پژوهش حاضر به بررسی تخلیه منابع طبیعی و فسیلی در فرآیند تولید برنج در سه استان شمالی (مازندران، گیلان و گلستان) در دو نوع سامانه کشت (مرسوم و مکانیزه) و دو دسته برنج (ارقام کم محصول و پرمحصول) پرداخته شد و به دنبال آن آلاینده های منتشرشده و هزینه های اجتماعی در مدیریت های مختلف برنج و کاه برآورد گردید. بالاترین مجموع شاخص نهایی 56/6 (ارقام کم محصول-کشت مکانیزه-استان گلستان) و پایین ترین میزان 02/4 (ارقام پرمحصول-کشت مرسوم-استان گیلان) به دست آمد. نتایج انتشار گاز های آلاینده در دو سناریو مختلف نشان داد که مقادیر این گازها در سناریو اول (سوزاندن کاه در مزرعه) نسبت به سناریو دوم (بسته بندی کاه برای خوراک دام) بسیار بالاتر بود. همچنین بالاترین هزینه اجتماعی برای سوزاندن هر هکتار کاه به میزان 76/182 دلار (ارقام پرمحصول-کشت مرسوم-استان گیلان) و پایین ترین میزان این پارامتر 34/105 دلار (ارقام کم محصول-کشت مرسوم-استان مازندران) به دست آمد.
    کلیدواژگان: تخلیه منابع، گازهای آلاینده، هزینه های اجتماعی، مدیریت کاه، برنج
  • حسن قاسمی مبتکر* صفحات 801-809

    یکی از مولفه های اصلی کشاورزی پایدار، استفاده کارا از منابع انرژی در تولید محصولات کشاورزی است. هدف از این مطالعه بررسی روند مصرف انرژی در دو سامانه آبیاری غرق آبی و تحت فشار، برای سه محصول گندم، جو و یونجه بود. اطلاعات مورد نیاز، شامل تمام نهاده های مصرفی و ساعات کارکرد ماشین ها و نیروی انسانی از یک مزرعه 100 هکتاری واقع در قسمت مرکزی استان همدان در طول فصل زراعی 96-97 ثبت شد. نتایج نشان داد که برای تمامی محصولات مورد بررسی، شاخص نسبت انرژی در سامانه آبیاری غرق آبی بیشتر از سامانه آبیاری تحت فشار است. نتایج همچنین نشان داد که استفاده از سامانه آبیاری تحت فشار باعث کاهش مصرف آب در هر سه محصول مورد بررسی می شود. بررسی میزان مصرف نهاده ها نشان داد نهاده الکتریسیته (حدود 60 درصد) در سامانه آبیاری غرق آبی و نهاده های سوخت فسیلی و الکتریسیته (حدود 40 و 33 درصد) در سامانه تحت فشار، بیشترین میزان انرژی مصرفی را به خود اختصاص داده اند. بررسی ها همچنین نشان داد تولید محصولات موردمطالعه به شدت وابسته به منابع انرژی های تجدیدناپذیر (الکتریسیته، سوخت فسیلی و کودهای شیمیایی) است. با توجه به نتایج به دست آمده مشخص شد علی رغم اینکه استفاده از سامانه های آبیاری بارانی بهره وری نهاده آب را افزایش می دهد، اما باعث افزایش مصرف انرژی در تولید محصولات نیز مزرعه می گردد.

    کلیدواژگان: سامانه آبیاری، نسبت انرژی، بهره وری آب، الکتریسیته
  • احسان سوند رومی، سید سعید محتسبی*، شاهین رفیعی، حسین قنواتی صفحات 811-821

    کنترل فرایند و پایش در عملیات تولید بیوگاز  نیازمند اندازه گیری پارامترهای مختلفی می باشد. بنابراین روش هایی که با استفاده از تجهیزات مقاوم و ارزان با سرعت و دقت مناسب، توانایی بیان اثر ترکیبی از پارامترها را نشان دهند ارزش بالایی دارند. در این تحقیق  رابطه بین شاخص حجم تولید روزانه بیوگاز و داده های آرایه حسگری سامانه بینی الکترونیک  ویژه بیوگاز جهت تفسیر و پیش بینی وضعیت هاضم بیوگاز بررسی شده است. جهت تولید بیوگاز از هاضم های یک لیتری ناپیوسته (Batch) در دمای مزوفیل با ترکیب های مختلف دو نوع خوراک  استفاده شد. وضعیت هر هاضم با توجه به نرخ تولید بیوگاز آن به دو گروه متعادل و نامتعادل تعریف شد. داده های آرایه حسگری هر هاضم نیز با روش تحلیل خوشه بندی (CA) به دو گروه 1 و2 تقسیم شدند که به ترتیب با گروه متعادل و نامتعادل متناظر هستند. با تحلیل دو نمودار اسکور داده ها و همبستگی حسگرها در PCA، مشخص شد که دو حسگر MQ4 و MQ136  به عنوان شاخص های اصلی جهت تشخیص دو گروه و بقیه حسگرها نیز در تفسیر وضعیت هاضم نقش دارند. با داده های آرایه حسگری جمع آوری شده از هاضم ها، الگوی پیش بینی وضعیت آنها توسط تحلیل تفکیک خطی (LDA) با دقت طبقه بندی 100% و مقدار خطای  0476/0 استخراج شد. دقت پیش بینی الگو در تشخیص وضعیت هاضم  25/81 درصد است.

    کلیدواژگان: هاضم بیوگاز، آرایه حسگر، مولفه های اصلی، تفکیک خطی
  • بهنام علایی، رضا امیری چایجان*، حسن ساریخانی صفحات 823-831
    تاکنون تحقیقی در زمینه بررسی اثر میدان مغناطیسی بر ویژگی های محصولات کشاورزی در مرحله پس از برداشت دیده نشده است. در این پژوهش، یک دستگاه مغناطیس با قابلیت ایجاد میدان های استاتیک و دینامیک ساخته شد و سپس تاثیر آن با چگالی شار مغناطیسی 2784 و 8240 گاوس در زمان مغناطیسی شدن یک و 12 ساعت بر درصد مواد جامد در محلول، pH، ظرفیت آنتی اکسیدان کل و ترکیبات فنولی کل حبه های انار بررسی شد. در بین شاخص های شیمیایی، تاثیر میدان مغناطیسی بر ظرفیت آنتی اکسیدان کل حبه های انار معنی دار بود. به طوری که میدان مغناطیسی دینامیک با شدت 8240 گاوس در زمان مغناطیسی شدن یک ساعت، سبب افزایش ظرفیت آنتی اکسیدان کل حبه های انار به میزان 32/13% شد. در صورتی که در زمان مغناطیسی شدن 12 ساعت، سبب کاهش آن به میزان 08/11% گردید. با در نظرگرفتن نتایج، تاثیر میدان مغناطیسی دینامیک از میدان مغناطیسی استاتیک و تاثیر چگالی شار مغناطیسی 8240 گاوس از 2784 گاوس بیشتر بود.
    کلیدواژگان: میدان مغناطیسی، ظرفیت آنتی اکسیدان کل، ترکیبات فنولی کل
  • محمد جعفری، غلامرضا چگینی* صفحات 833-845

    جداسازی بذر و دانه از مهمترین مراحل فرآوری در فرآیند پس از برداشت محصولات کشاورزی است. روش الکترواستاتیکی برای جداسازی ذرات در محصولاتی که به روش معمول قابل جداسازی نیستند؛ کاربردی و قابل توسعه است. در این پروژه یک سامانه جداساز الکترواستاتیکی چرخان با الکترود کرونا و میدان الکتریکی فشار قوی برای جداسازی ذرات دانه و کاه، طراحی و مورد ارزیابی قرار گرفت. ذرات دانه و کاه ریخته شده بر روی یک نقاله تسمه ای از ناحیه کرونا، در زیر الکترود سیمی عبور می کرد. هر ذره بر اساس خواص الکتریکی و بار  مشخص ضمن حرکت بر روی استوانه چرخان زمینی، از داخل میدان الکتریکی نیز می گذشت. نیروی برآیند ناشی از اختلاف بار الکتریکی ذرات و تفاوت جرم حجمی آن ها منجر به اختلاف مسیر حرکت ذرات شده و آن ها را در چهار گروه از جعبه های متفاوت از هم قرار می داد. آزمایش ها در چهار سطح ولتاژ و سه سطح سرعت دورانی انجام گرفت. نتایج نشان داد که افزایش ولتاژ از 10 تا  25 کیلو ولت و افزایش سرعت تا rpm70 بیشترین بازیابی و خلوص دانه و کاه در جعبه های مشخص تعبیه شده در زیر دستگاه را در بر داشت.

    کلیدواژگان: میدان الکتریکی، تخلیه کرونا، استوانه چرخان، سرعت دورانی
  • رسول تاجی نیا*، محمدحسین کیانمهر، احسان سرلکی، علی شریف پاقلعه، حسین میر سعید قاضی صفحات 847-861
    تولید هیومیک اسید با درصد خلوص بالا و خواص کیفی مطلوب برای مصارف مختلف به روش استخراج و پالایش در فرآیند تولید آن بستگی دارد. تحقیقات نشان داده اند که برای تحقق این امر، جداسازی ترکیبات فولوات و ناخالصی های غیرآلی از هیومات های قلیایی استخراج شده از مواد اولیه از اهمیت بالایی برخوردار است. هدف اصلی این مطالعه جداسازی هیومات های قلیایی از ترکیبات فولوات و ناخالصی های غیر آلی با فناوری جداسازی غشایی است. از پسماندهای کمپوست قارچ به عنوان یک پسماند آلی برای استخراج ترکیبات هیومیکی شامل هیومات و فولوات با روش تیمار قلیایی استفاده شد. سپس فرآیند جداسازی غشایی با یک سامانه مجهز به ماژول قاب و صفحه ای و غشای پلی سولفون با اندازه منفذ kDa 5 آزمون گردید. اثر فشار عملیاتی در چهار سطح 50، 150، 250 و 350 کیلو پاسکال بر عملکرد جداسازی شامل شار تراوه ترکیبات فولوات، مکانیسم غالب گرفتگی، شاخص گرفتگی (i) و مقاومت های گرفتگی و همچنین بر خواص شیمیایی، طیفی و درصد خلوص نهایی هیومیک اسید فراپالایش شده از ناتراوه های هیوماتی بررسی شد. نتایج این تحقیق نشان داد که با افزایش فشار، شار تراوه ترکیبات فولوات 8/41 درصد افزایش می یابد. بر اساس مدل هرمیا، مکانیسم غالب گرفتگی در تمام سطوح فشار، تشکیل لایه کیک بود. نتایج شاخص گرفتگی (i) نشان داد که تمام مکانیسم های گرفتگی در سامانه نقش دارند و با افزایش فشار، گرفتگی کامل منافذ و تشکیل لایه کیک به ترتیب زودتر و دیرتر رخ می دهند. آنالیز تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) به منظور تایید داد های تجربی پدیده گرفتگی نیز نشان داد که با افزایش فشار از 50 تا 350 کیلو پاسکال، ضخامت تشکیل لایه کیک بروی سطح غشا 3 برابر افزایش پیدا می کند. ارزیابی خواص هیومیک اسید فراپالایش شده نشان می دهد که فناوری جداسازی غشایی نقش موثری بر خواص شیمیایی و طیفی هیومیک اسید در مقایسه با دیگر روش های پالایش آن داشته و خلوص نهایی هیومیک اسید را تا 8/87 درصد افزایش می دهد.
    کلیدواژگان: پسماند کمپوست قارچ، هیومیک اسید، فراپالایش غشایی، خلوص، خواص شیمیایی و طیفی
  • زهره گل محمدی، مریم جلیلی، لادن رشیدی* صفحات 863-872
    در این پژوهش، برگ درخت ازگیل ژاپنی از گیلان به منظور تعیین پروفایل اسیدهای چرب، مقدار فنل کل، فلاونوئید کل، تانن کل، فعالیت آنتی اکسیدانی و نوع و مقدار ترکیبات پلی فنلی مورد بررسی و آنالیز قرار گرفت. نتایج نشان داد که بیشترین اسیدهای چرب غیراشباع موجود در برگ ازگیل ژاپنی، به ترتیب، اسید لینولنیک (15/0 ±3/25 درصد)، اولئیک (01/0 ±0/18 درصد) و لینولئیک (15/0 ±7/9 درصد) بود .محتوای فنل کل و تانن کل عصاره برگ ازگیل ژاپنی، به ترتیب، مقدار 55/0 ±45/171، 22/0 ±41/3 میلی‏گرم گالیک اسید بر گرم ماده خشک، محتوای فلاوونوئید86/0 ±40/790 میلی گرم کوئرستین بر گرم ماده خشک و مقدار فعالیت آنتی اکسیدانی با استفاده از آزمون DPPH،10/1 ±11/92 بوده است. با استفاده از دستگاه کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا، مشاهده شد که کافئیک اسید بیشترین مقدار ترکیب پلی فنلی شناسایی شده در برگ ازگیل ژاپنی بوده است. برگ ازگیل ژاپنی منبع غنی از امگا 3 است. برگ ازگیل را می‏توان به عنوان منبع غنی از آنتی‏اکسیدان مورد مصرف خوراکی (مانند دمنوش گیاهی) قرار داد.
    کلیدواژگان: ازگیل ژاپنی، فلاونووئید کل، فنل کل، کافئیک اسید، لینولنیک اسید
  • هیمن نوربخش*، زهرا امام جمعه صفحات 873-881
    در مطالعه اخیر، خصوصیات فیزیکوشیمیایی ایزوله پروتئین آب پنیر و ترکیبات حاصله از آن شامل پروتئین آب پنیر واسرشت، پروتئین آب پنیر درهم تنیده، آبکافت پروتئین آب پنیر و آبکافت پروتئین آب پنیر درهم تنیده مورد بررسی قرار گرفت. آبکافت آنزیمی و فرآیند در هم تنیدن به ترتیب توسط آنزیم پپسین (30 دقیقه در دمای 37 درجه سلسیوس) و آنزیم ترانس گلوتامیناز (20 ساعت در دمای 50 درجه سلسیوس) انجام پذیرفت. نتایج بدست آمده نشان داد پروتئین آب پنیر واسرشته شده توسط حرارت متوسط اندازه کمتر (44 نانومتر) و پتانسیل زتا (19‒) بیشتری نسبت به پروتئین بکر داشته است. ایجاد اتصالات عرضی توسط ترانس گلوتامیناز نیز شدت جمعیت مولکول های با متوسط اندازه بیشتر را در هر دو نمونه پروتئین واسرشت و آبکافت شده کاهش داده است. همچنین قدرت پاداکسیدانی آبکافت پروتئین آب پنیر در طی در هم تنیدن و افزایش طول زنجیره پپتیدی از 398/0 به 519/0 افزایش پیدا کرده بود. نتایج طیف سنجی فروسرخ تبدیل فوریه نشان داد که درهم تنیدن آنزیمی به دلیل تشکیل باندهای جدید C‒N بین کربن آلفا لیزین و گروه آمین نوع اول گلوتامین، محل پیک مربوطه را در هر دو نمونه پروتئین آب پنیر درهم تنیده و آبکافت پروتئینی درهم تنیده جابه جا کرده است.
    کلیدواژگان: ترانس گلوتامیناز، پپسین، توان پاداکسیدانی، اندازه ذره
  • فاطمه هدایتی راد، انوشه شریفان*، غلامحسن اسدی صفحات 883-893

    ویژگی های فیزیکوشیمیایی و ضدمیکروبی فیلم کفیران- پلی یورتان پایه آبی حاوی اسانس رزماری با غلظت های 2، 4، 6، 8 و 10 درصد حجمی/حجمی بررسی شد. با افزایش غلظت اسانس تصاویر میکروسکوپ الکترونی غیریکنواختی و حفره دار شدن فیلم ها را نشان دادند، در حالیکه ضخامت فیلم ها تغییر معنی داری را نشان نداد (05/0). میزان نفوذپذیری به بخار آب تا غظت 6 درصد افزایش و با ادامه افزایش غلظت کاهش معنی داری را نشان دادند (05/0 > p). قطر هاله عدم رشد فیلم ها، قدرت مهارکنندگی بالاتر اسانس رزماری علیه Staphylococcus aureus نسبت به Escherichia coli را نشان دادند. نمونه های که با فیلم ضدمیکروبی بسته بندی شدند در پایان 12 روز زمان نگهداری در یخچال، کاهش Log cfu/g 2، 7/1 و 85/1 سیکل لگاریتمی به ترتیب در شمارش کلی میکروارگانیسم ها، E. coli و S. aureus را نشان دادند. فیلم ضدمیکروبی تولیدی پتانسیل کاربرد جهت بسته بندی موادغذایی مختلف را دارا می باشند.

    کلیدواژگان: فیلم کفیران- پلی یورتان پایه آبی، اسانس رزماری، خاصیت ضدمیکروبی، گوشت شترمرغ
  • رشید غلامی، ابراهیم احمدی* صفحات 895-907
    در این تحقیق روش هایی همچون پوشش کیتوزان، فیلم نانو کامپوزیت و اصلاح اتمسفر درونی بسته بندی جهت حفظ کیفیت قارچ سفید دکمه ای در طول دوره نگهداری مورد استفاده قرار گرفته است. قارچ برداشت شده در دو گروه بدون پوشش و با پوشش (کیتوزان با غلظت یک درصد) تقسیم بندی شدند و در سه نوع بسته بندی (فیلم معمولی PVC، فیلم حاوی ذرات نانو اکسید سیلیس و فیلم نانو به همراه مپ) قرار گرفتند. بسته های نانو + مپ حاوی 10 درصد اکسیژن، 10 درصد دی اکسید کربن و 80 درصد نیتروژن بودند. نمونه ها به مدت 10 روز و در دمای 4 درجه سلسیوس قرار داده شدند. پارامترهای فیزیکی (رطوبت و شاخص های رنگ)، پارامترهای شیمیایی (pH و TSS) و پارامترهای مکانیکی (مدول الاستیسیته و نیروی نفوذ) به صورت یک روز در میان اندازه گیری و محاسبه شدند. از طرفی تغییرات گازهای اکسیژن و دی اکسید کربن نیز در طول دوره نگهداری مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج نشان دهنده تاثیر معنی دار (در سطح 1 و 5 درصد) پوشش کیتوزان، نوع بسته بندی، دوره نگهداری و اثرات متقابل آنها بر پارامترهای اندازه گیری شده بودند. استفاده از فیلم نانو به دلیل نفوذپذیری کم نسبت به گازهای اکسیژن و دی اکسید کربن و همچنین اتمسفر اصلاح شده در کنترل تنفس قارچ و حفظ خواص فیزیکی، شیمایی و مکانیکی آن تاثیر مثبت داشت.
    کلیدواژگان: قارچ دکمه ای، بسته بندی، کیتوزان، بسته بندی با اتمسفر اصلاح شده، فیلم نانو کامپوزیت
  • مرجان تاجیک احمد آبادی، علیرضا شهاب لواسانی*، شیلا برنجی صفحات 909-926

    هدف از این تحقیق، بررسی اثر دمای نگه داری بر ترکیبات آرومای پنیر فراپالایش پروبیوتیک حاوی غلظت های مختلف باکتری پروبیوتیک بیفیدوباکتریوم لاکتیس بود. برای این منظور، پنیر فراپالایش حاوی بیفیدوباکتریوم لاکتیس در دو سطح (cfu/g 108 و 109) تهیه شدند. پنیرهای تولید شده، در دماهای 4، 10 و 25 درجه سلسیوس به مدت 32 روز رسیدند و بقاء باکتری ها، مقادیر pH، پروتئین (درصد)، ماده خشک (درصد)، ترکیبات آروما (µg/g) و خصوصیات حسی بررسی شدند. نتایج نشان داد که افزایش سطح تلقیح و دمای نگه داری منجر به افزایش تعداد باکتری ها گردید. طی دوره نگه داری، تعداد بیفیدوباکتریوم لاکتیس کاهش یافت. در تمامی نمونه ها در طول دوره، pH کاهش و مقادیر اسیدیته و ماده خشک افزایش معنی داری نشان داد (p < 0.05). با افزایش زمان نگه داری، مقادیر استالدئید و استوئین کاهش، در حالی که اسید استیک در ابتدا افزایش و سپس کاهش داشت. دمای نگه داری اثر ثابتی بر مقادیر دی استیل و اتانول پنیر پروبیوتیک نداشت. نتایج ارزیابی حسی بیان کرد که تفاوت معنی داری در عطروطعم و بافت بین پنیر حاوی بیفیدوباکتریوم و نمونه شاهد طی دوره نگه داری گزارش نشد و می توان نتیجه گیری نمود سطح تلقیح پروبیوتیک cfu/g 109 و دمای نگه داری 25  درجه سلسیوس بهترین شرایط برای تولید پنیر فراپالایش پروبیوتیک است.

    کلیدواژگان: پنیر UF، دما، بیفیدوباکتریوم لاکتیس، بقاء پروبیوتیک، ترکیبات آروما
  • اشکان نبوی پله سرائی، شاهین رفیعی*، سید سعید محتسبی صفحات 927-938

    فیزیک ظریف و حساسیت بالا در فرآیند تبدیل شلتوک به برنج سفید از یک سو و اهمیت کیفیت و نقش آن در ارزش افزوده محصول نهایی از سوی دیگر بیانگر اهمیت مدیریت سه شاخص کیفیت، هزینه و زمان در تولید برنج می باشد. لذا هدف از این مطالعه دستیابی به چیدمانی بهینه از روش های مختلف با کمترین هزینه، کمترین زمان و بالاترین کیفیت در فرآیند تبدیل می باشد. بدین منظور تمامی روش های ممکن برای هر مرحله از فرآیند تبدیل در واحدهای شالی کوبی مدرن بیان گردید و بازه ای از اعداد فازی برای آن ها در نظر گرفته شد. همچنین مدیریت ریسک نیز با اعمال برش های فازی بین صفر تا یک، جهت بررسی عدم قطعیت انجام شد. در گام بعد نیز با استفاده از الگوریتم های ژنتیک مبتنی بر دسته بندی نامغلوب (NSGA-II) و رتبه بندی نامغلوب (NRGA-II) مدیریت پروژه صورت پذیرفت. طبق نتایج، الگوریتم ژنتیک (NSGA-II) عملکرد بهتری نسبت به الگوریتم ژنتیک (NRGA-II) در حل این مسئله از خود نشان داد و نهایتا در واحدهای شالی کوبی مدرن کمترین زمان، کمترین هزینه و بالاترین کیفیت در شرایط قطعی (1=α) به ترتیب 22/22 ساعت، 8088170 ریال و 62 درصد به دست آمد.

    کلیدواژگان: الگوریتم ژنتیک، رنج، شالی کوبی، مدیریت پروژه، منطق فازی
  • سعید ظریف نشاط*، محمد حسین سعیدی راد، محمود صفری صفحات 939-949
    اثر روش های بی خاک ورزی،کم خاک ورزی و خاکورزی مرسوم بر بعضی خصوصیات خاک و ماشین در تناوب چغندر قند- جو- ذرت- گندم در اقلیم سرد استان خراسان رضوی بررسی گردید. این پروژه بصورت طرح کرت های خرد شده بر پایه طرح بلوک های کامل تصادفی در سه تکرار انجام شد. تیمارهای آزمایش شامل روش های خاک ورزی در سه سطح شامل خاک ورزی مرسوم، کم خاک و رزی و بی خاک ورزی در کرت های  اصلی و مقدار بقایای گیاهی در سه سطح شامل: بدون بقایا، حفظ 30 درصد بقایا و 60 درصد بقایا در کرتهای فرعی بود. نتایج این تحقیق نشان داد که روش های بی خاک ورزی و کم خاک ورزی در مقایسه با خاک ورزی مرسوم باعث کاهش مصرف سوخت، کاهش زمان انجام عملیات، کاهش توان مکانیکی مصرفی در عملیات تهیه زمین و کاشت و کاهش میزان برگردانده شدن بقایای گیاهی به خاک شدند. روش خاک ورزی مرسوم نسبت به کم خاک ورزی و بی خاک ورزی باعث کاهش معنی دار قطر کلوخه شد. روش های خاک ورزی و درصد بقایا در این تحقیق تاثیر معنی داری بر مقاومت به نفوذ خاک نداشت.
    کلیدواژگان: خاک ورزی حفاظتی، کم خاک ورزی، کشت مستقیم
  • مصطفی خجسته نژند*، حامد رمضانی صفحات 951-961
    کشمش یکی از محصولات مهم کشاورزی است. در این تحقیق با استفاده از روش بینایی اقدام به کیفیت سنجی محصول توده ای کشمش در دو حالت متفاوت شده است. در حالت اول، 6 طبقه ترکیبی از کشمش خوب و بد و در حالت دوم 15 طبقه ترکیبی از کشمش خوب، بد و چوب و خار و خاشاک مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج طبقه بندی با روش های LDA و SVM نشان دادند که بهترین دقت طبقه بندی 6 طبقه، با روش SVM خطی حاصل شد که دارای دقت 55/85 درصد بوده است. نتایج حاصل برای طبقه بندی 15 طبقه شامل کشمش خوب، بد و خار و خاشاک نشان داد که بهترین نتیجه باز با روش SVM خطی ولی با دقتی پایین تر در حدود 55/63 درصد حاصل گردید. نتایج نشان داد که روش GLCM بصورت قابل قبولی قادر به تشخیص طبقه محصول توده ای کشمش بوده و می تواند جایگزین فرد خبره در کارخانه های فرآوری کشمش شود.
    کلیدواژگان: کشمش، ماشین بردار پشتیبان، طبقه بندی، تحلیل تفکیک خطی، ماشین بینایی
  • نسا غیبی، رقیه اشرفی یورقانلو* صفحات 963-975
    با توجه به مشکلات به وجود آمده در اثر مصرف محصولات با چربی بالا امروزه استفاده از جایگزین های چربی در مواد غذایی از جمله ماست افزایش پیدا کرده است. در این پژوهش تاثیر افزودن اینولین در سطوح 0، 5/1 و 3 درصد و صمغ دانه به در سطوح 0 ،25/0 و 5/0 درصد بر ویژگی های کیفی ماست کم چرب در دمای 4 درجه سلسیوس طی 14روز نگهداری مورد بررسی قرار گرفت. نتایج به دست آمده نشان داد، افزودن اینولین باعث کاهش معنی دار میزان آب اندازی شد (05/0p<)، در سطوح بالاتر صمغ دانه به (در سطح 5/0 درصد) با گذشت زمان از شدت افزایش آب اندازی کاسته شد. ظرفیت نگهداری آب و ویسکوزیته با افزایش اینولین و صمغ دانه به صورت معنی داری افزایش یافت (01/0p<)، به طوری که بیشترین ظرفیت نگهداری به میزان 64 درصد و بالاترین ویسکوزیته به میزان   5500 سانتی پوآز در نمونه حاوی 3 درصد اینولین و 5/0 درصد پودر صمغ دانه به مشاهده شد. سفتی بافت با افزودن اینولین از 14 نیوتن به 28 نیوتن به طور معنی داری افزایش یافت (01/0p<)، در سطوح بالاتر صمغ دانه به با گذشت زمان از افزایش سفتی جلوگیری شد. بالاترین تغییرات رنگ در نمونه حاوی بیشترین مقدار اینولین و کمترین مقدار صمغ دانه به در روز اول نگهداری بود. سطوح بهینه اینولین و صمغ دانه به در ماست کم چرب به ترتیب 5/2 و 4/0 درصد تعیین شد. از نظر پذیرش کلی ماست کم چرب بهینه شده امتیاز بالاتری نسبت به ماست شاهد (3 درصد چربی) کسب کرد. نتایج این تحقیق نشان داد که میتوان از اینولین و صمغ دانه به در سطوح بهینه، در تهیه ماست کم چرب استفاده نمود.
    کلیدواژگان: ماست کم چرب، اینولین، صمغ دانه به، خواص کیفی
  • فرامرز نوعی خدابادی، علی رجبی پور*، محمود امید، داریوش زارع صفحات 977-989

    شلتوک یکی از پراهمیت ترین محصولات کشاورزی است و نقش مهمی در تامین امنیت غذایی را به خود اختصاص داده است. در این تحقیق اثر امواج فراصوت بر سینتیک خشک کردن دانه شلتوک در زمان استراحت دهی در یک خشک کن ترکیبی مادون قرمز مورد بررسی قرار گرفت. آزمایش ها در سه سطح دمای هوای ورودی (30، 40 و °C50)، چهار سطح توان فراصوت (صفر، 5/0، 75/0 و kW/kg1) و چهار سطح فرکانس فراصوت (20، 25، 28 و kHz30) انجام شد. برای تحلیل داده ها، از طرح پایه بلوک های کاملا تصادفی بهره گرفته شد. نتایج بدست آمده نشان داد در دماهای مختلف هوای ورودی، استفاده از امواج فراصوت در سطوح مختلف توان و فرکانس در مدت زمان استراحت دهی می تواند بر خصوصیا ت مکانیکی شلتوک اثرگذار باشد و باعث کاهش مدت زمان خشک شدن دانه شلتوک و مصرف انرژی ویژه شود. به طوری که در توان kW/kg5/0، فرکانس های پایین فراصوت 20 و kHz25 و دمای ورودی C30 ضمن اینکه درصد دانه های ترک خورده را کاهش می دهند به طور میانگین باعث افزایش انرژی مورد نیاز برای شکست دانه سالم نیز می شوند.

    کلیدواژگان: شلتوک، فراصوت، استراحت دهی، خشک کن ترکیبی مادون قرمز
  • زهرا عبداله زارغ، نواب کاظمی، سامان آبدانان مهدی زاده* صفحات 991-1004

    نظارت فعالانه کندو با استفاده از یک شبکه حسگر که قادر به ثبت و ضبط تمامی شرایط کندو جهت شناخت شرایط زندگی زنبورهای درون کندو باشد، کمک شایانی به اتخاذ تصمیم توسط زنبوردار در شرایط حمله دشمنان خارجی و جلوگیری از فروپاشی جمعیت زنبورعسل می نماید. بدین منظور در پژوهش حاضر سامانه ای خبره جهت تشخیص حمله پرنده زنبورخوار شامل حسگرهای دما، صوت، رطوبت و اتانول توسعه یافت. پس از جمع آوری داده ها تحت دو شرایط نرمال و حمله پرنده زنبورخوار (سبزقبا) و استخراج ویژگی در دو حوزه زمان و فرکانس، انتخاب ویژگی با استفاده از الگوریتم ژنتیک و سپس طبقه بندی ویژگی ها با استفاده از K نزدیکترین همسایه [1] صورت پذیرفت. بر اساس نتایج بدست آمده از بین 19 ویژگی انتخاب شده، پنج ویژگی شامل آنتروپی طیفی، انرژی صوت، شدت بیشینه صوت، کمینه الکل و فرکانس غالب به ترتیب با 8967، 6018، 1321، 1287 و 809 وقوع به عنوان تاثیرگذارترین ویژگی ها وارد طبقه بند شدند. طبقه بند KNN برای معیارهای صحت، دقت، حساسیت، نمره F، خصوصیت و میانگین هندسی بیشینه (100%) و نرخ مثبت کاذب (FPR) کمینه (صفر) شد که نشان دهنده ی عملکرد خوب سامانه خبره تشخیص حمله پرنده به کندو است.

    کلیدواژگان: کندوی هوشمند، پرنده زنبورخوار (سبزقبا)، الگوریتم ژنتیک، طبقه بند K نزدیکترین همسایگی
|
  • Athena Keshvari, Afshin Marzban * Pages 749-759
    Aging tractors is one of the biggest challenges facing the Iranian agricultural sector which reduces the level of mechanization level. In this regard, the aging status of tractor fleet and repair power of Khuzestan province was investigated. For this purpose, existing tractors were zoned in two categories less and more than 13 years old, using ArcGIS software. Due to the high number of active tractors with more than 20 years of life, these tractors were zoned across the province. Aging factor of tractors was calculated for each individual county and the reasons for using old tractors were investigated using AHP method. A combined index entitled repair power was designed using information entropy and the counties of Khuzestan province were ranked based on that. Results showed that the largest number of tractors with over 13 years of age belonged to Ahwaz and Hendijan counties. Highest aging factor belonged to Bagh-e Malek County. Low financial ability of farmers was identified as the most important reason for using tractors over 13 years of age. The value of calculated repair power index indicates weak repair power in Khuzestan province. There is no correlation between aging factor and repair power, but aging factor had negative correlation with the number of repairman, a criterion of repair power index.
    Keywords: information entropy, distribution of tractors age, zoning, aging factor
  • Dariush Zare *, Saeed Akbarzadeh, Mohammad Loghavi, Mohammad Amin Nematollahi Pages 761-770
    In this paper, the simulation of green peas drying process in a hot air-Infrared dryer was carried out using two- dimensional finite element method. For this purpose, the mass transfer governing equation with initial and boundary conditions were derived. The system of first order differential equations were developed by using finite element method with Galerkin approach. To simulate drying process and solve the differential equations, a Matlab program code was developed. The drying simulation process was performed with combinations of four infrared power densities (0, 2000, 4000, and 6000 W.m-2), three levels of drying air temperatures (30, 40, and 50 ℃) and three levels of drying air flow rate (0.5, 1.0, and 1.5 m.s-1). Finally, in order to validate the developed model, the simulation results were compared with experimental data resulted by a hot air-Infrared dryer. The minimum, maximum and average relative errors between experimental and predicted data by finite element method simulation were 2.21%, 3.77%, and 2.50%, respectively. The model has reasonable accuracy and high efficiency for predicting the moisture content variation of green peas during drying process and can provide more information on the moisture transfer without running any experiments, so that it can be useful for designing dryers.
    Keywords: Green Peas, Hot Air-Infrared Dryer, Mass transfer equation, finite element method
  • Tahereh Salehpour, Majid Khanali *, Ali Rajabipour Pages 771-785
    The present study analyzed the energy flow of this product by the cumulative energy demand (CED) and cumulative exergy demand (CExD) method by providing a life cycle inventory of greenhouse Primrose production. The required data through interviews and questionnaires were collected from greenhouse owners in Savojbolagh. Based on the results, the total CED and CExD values for one bush of Primrose were calculated as 8.45 and 8.24 MJ eq., respectively. Among the impact categories of the CED method, non-renewable-fossil had the largest share with 8.43 MJ eq. that 66% of it was related to direct energy consumption in the greenhouse. Also, 8.20 MJ eq. CExD was related to the non-renewable-fossil impact category that direct energy consumption in the greenhouse had the most important role in it. The energy consumption for the production of one bush of Primrose resulted in the emission of 0.20576 kg of carbon dioxide equivalent.
    Keywords: Environmental impacts, Energy, Cumulative exergy demand, Cumulative energy demand, Ornamental flower
  • Ali Motevali *, Seyyed Jafar Hashemi, Reza Tabatabaei Kolor Pages 787-799
    The present study investigated the depletion of natural and fossil resources in rice production process in three Northern provinces (Mazandaran, Guilan and Golestan) in two types of regular cultivating systems (conventional and mechanized) and two types of rice (low and high yield). Also distributed pollutants and social costs were estimated in different rice and straw management. The highest final index was obtained to 6.56 (low yield varieties, mechanized cultivation, Golestan province) and the lowest level was 4.02 (high yield varieties, conventional cultivation, Guilan province). Results of emission of pollutants showed that in first scenario (straw burning in the field) pollutant emissions were much higher than the second scenario (straw packing for animal feed). Also, the highest social cost for burning per hectare of straw was 182.76 $ (high yield varieties, traditional cultivation, Guilan province) and the lowest value was 105.34 $ (low yield varieties, traditional cultivation, Mazandaran province).
    Keywords: Depletion of resources, pollutants gases, social cost, straw management, rice
  • Hassan Ghasemi Mobtaker * Pages 801-809

    Efficient use of energy inputs in crop production is an important goal in sustainable agriculture. The purpose of this study was to investigate energy consumption in two irrigation systems (flood and sprinkler irrigation system) for agricultural production including wheat, barley and alfalfa. Required information including total inputs, machinery and human labor, were collected from a 100 hectare farm placed in central region of Hamadan province. The data belonged to the 2017-218 production period. The results revealed that the energy ratio in the sprinkler irrigation system was higher than flood irrigation system for all crops. The results also showed that use of sprinkler irrigation system led to decrease water consumption in all investigated crops. The inputs investigation indicated that electricity input (about 60%) in flood irrigation system and diesel fuel and electricity inputs (about 40 & 33%) in sprinkler irrigation system have the highest energy consumption. The energy forms results showed that crops production depends mainly on non-renewable energy resources (electricity, diesel fuel and chemical fertilizers) in the studied field. According to the results, it was found that although the use of sprinkler irrigation systems increases water productivity, it also increases energy consumption in crop production.

    Keywords: Irrigation system, Energy use efficiency, Water Productivity, electricity
  • Ehsan Savand Roumi, Seyed Saeid Mohtasebi *, Shahin Rafiee, Hossein Ghanavati Pages 811-821

    Process control and monitoring in operation of biogas production require various parameters to be measured. Therefore, the methods that express the effect of combination of parameters via robust and inexpensive equipment for fast and accurate measurement have high value.  In this research, the relationship between the indicator of daily production of biogas and the signals of the gas sensor array in an electronic nose system designated for biogas has been investigated to analyze and predict the condition of biogas digester in laboratory scale. To produce biogas, 1 liter batch digesters were fed by different combinations of two substrates at mesophilic condition. The Sensor array signals of each digester were divided into two groups of 1 and 2 by the clustering analysis (CA) method, which correspond to the balanced and imbalanced groups, respectively.  By analyzing score plot and also correlation loading in the PCA, MQ-4 and MQ-136 sensors were determined as main indicators for detecting the two groups and rest of sensors also contribute to interpret conditions of digesters. At final, to predict the conditions, a pattern recognition was defined by sensor array signals of all digesters in linear discriminant analysis (LDA) that the classification accuracy and resubstitution error were 100%   and 0.0476 respectively, also the accuracy of the prediction pattern was 81.25%.

    Keywords: Biogas digester, Sensor Array, Principal Components, Linear Discriminant
  • Behnam Alaei, Reza Amiri Chayjan *, Hassan Sarikhani Pages 823-831
    No study has been reported about magnetic fields effects on properties of agricultural products in the postharvest stage. In this research a static and dynamic magnetic fields apparatus was fabricated and then the field effects with magnetic flux densities of 2784 and 8240 G and magnetic time of 1 and 12 h on total soluble solids, pH, total antioxidant capacity and total phenolic compounds of pomegranate arils were investigated. Between chemical indicators, the effect of magnetic field on the total antioxidant capacity of pomegranate arils was significant. Dynamic magnetic field with flux density of 8240 G and time of 1 h caused %13/32 increase in antioxidant capacity. But magnetic time of 12 h caused %11/08 decrease in antioxidant capacity. Finally the effect of dynamic magnetic field was more than static magnetic field and magnetic flux density of 8240 G was more than 2784 G.
    Keywords: magnetic field, Pomegranate aril, Total antioxidant capacity, Total phenolic compounds
  • Mohammad Jafari, Gholamreza Chegini * Pages 833-845

    Seed and grain separation is one of the most important steps in the post-harvest process of agriculture crops. The electrostatic method is applicable for the separation of seed from impurities when conventional methods cannot be used. In this study, a rotating electrostatic separating system with a corona electrode using a high-voltage electric field was designed and evaluated to separate grain from straw particles. The wheat and straw particles vent on belt conveyor and passed through the corona zone under the wired electrode. Each particle gained a certain amount of charge based on its electrical properties. The charged particles passed through the electric field generated by the static electrode as they moved along the ground and rotating cylinder. The resultant force due to the difference in the charge of the particles and the difference in their volume mass caused the difference in the direction of movement of the particles and poured them down into four groups of different boxes. Experiments were carried out at four levels of voltage and three levels of rotational speed of cylinder. Results showed that increasing the voltage from 10 to 25 kV and increasing the speed up to 70 rpm achieved the highest recovery and purity of grain and straw in the specified boxes embedded under the machine.

    Keywords: Electric Field, Corona Discharge, Rotating Cylinder, Rotational
  • Rasool Tajinia *, Mohammad Hossein Kianmehr, Ehsan Sarlaki, Ali Sharif Paghaleh, Hossein Mirsaeedghazi Pages 847-861
    Production of high purity humic acid with desirable quality properties for different uses is dependent on extraction and purification methods in its production process. The research literature showed that, in order to achieve this, separation of fulvate compounds and inorganic elements from alkaline humate extracted from raw materials is paramount significant. The main purpose of this study was the separation of alkaline humates from fulvates and inorganic elements by membrane separation technology. Spent mushroom compost (SMC) was used as organic waste for extraction of humic compounds including humates and fulvates with alkaline treatment method. Then, a membrane separation process with a mini-pilot system equipped with frame and plate module and polysulfone membrane with molecular weight cut-off 5 kDa was tested. The effect of transmembrane pressure (TMP) with four levels of 50, 150, 250 and 350 kPa on separation performance including permeate flux of fulvates, predominant fouling mechanism, fouling index (i) and fouling resistances as well as chemical and spectral properties and purity percentage of the resulting humic acid ultrafiltered from humate retentates were investigated. The results of this study showed that by increasing of pressure, permeate flux of fulvate compounds increased by 41.8%. Based on the Hermia model, the predominant fouling mechanism in all pressure levels were cake layer formation. The results of the fouling index (i) showed that all of the fouling mechanisms occurred in the membrane system, and by increasing pressure, complete pores blocking and cake layer formation were occurred faster and earlier respectively. Scanning electron microscopy (SEM) analysis in order to confirm of experimental data of fouling phenomenon showed that by increasing pressure from 50 to 350 kPa, layer thickness accumulated on the membrane surface was increased 3-fold. Evaluation of ultrafiltered humic acid characteristics showed that membrane separation technology played an effective role on chemical and spectral properties of humic acid compared to other purification methods, and increased final purity of humic acid to 87.8%.
    Keywords: Spent Mushroom Compost, Humic Acid, Membrane Ultrafiltration, Purity, Chemical, Spectral Properties
  • Zohreh Golmohamadi, Maryam Jalili, Ladan Rashidi * Pages 863-872
    In this study, loquat leaf from Gilan province was analyzed in terms of fatty acids profile, total phenol content, total flavonoids, total tannin, antioxidant activity, type and amount of polyphenol content. Results showed the maximum amounts of unsaturated fatty acids of loquat leaf belonged to linolenic acid (25.3 ± 0.15%), oleic acid (18 ± 0.01%) and linolenic acid (9.7 ± 0.15%), respectively. Total phenol content and total tannin of leaf extract of loquat were, respectively, obtained 171.45 ± 0.55, 3.41 ± 0.22 mg gallic acid/ g dry matter. Total flavonoid content was obtained 790.4 ± 0.86 mg quercetin per g dry matter and antioxidant activity was 92.11 ± 1.10%. According to high-pressure liquid chromatography (HPLC), caffeic acid had the highest amount of polyphenol compound detected in loquat leaf. Loquat leaf can be consumed as a rich source of antioxidant (such as herbal drink).
    Keywords: Loquat, Total Flavonoid, total phenol, Caffeic Acid, Linolenic Acid
  • Himan Nourbakhsh *, Zahra Emam Jomeh Pages 873-881
    In the current research, physico-chemical properties of whey protein isolate (WPI) and its resulting compounds including denatured whey protein isolate (DWPI), cross-linked whey protein isolate (CWPI), whey protein hydrolysate (WPH) and cross-linked whey protein hydrolysate (CWPH) were analyzed. Enzymatic hydrolysis and cross-linking were performed by pepsin (at 37°C for 30 min) and transglutaminase (at 50°C for 20 h), respectively. The obtained results stated that, by moderate heat, DWPI had smaller average size (44 nm) and more zeta-potential rather than native WPI. Intensity of the number of molecules with higher average particle size has been reduced by cross-linking of both DWPI and WPH using transglutaminase. Also, the antioxidant activity of WPH was increased from 0.398 to 0.519 through cross-linking and making larger peptide chain. The result of fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR) indicated the enzymatic cross-linking owing to the formation of new C−N bonds between the α-carbon of lysine and the primary amine group of glutamine displaced the corresponding band at both CWPI and CWPH samples.
    Keywords: Antioxidant activity, Particle size, pepsin, transglutaminase
  • Fatemeh Hedayati Rad, Anousheh Sharifan *, Gholamhassan Asadi Pages 883-893

    The physicochemical and antimicrobial properties of kefiran-waterborne polyurethane blend film incorporated with Rosmarinus officinalis essential oil with concentrations of 2, 4, 6, 8 and 10 %v/v were investigated. By increasing the concentration of the essential oil, the scanning electron microscopy images showed inhomogeneous and pores in the films structures, while thickness of the resulting films did not show a significant difference (p > 0.05), but significant decrease and increase were obtained for tensile strength and elongation at break, respectively (p < 0.05). The water vapor permeability of films was increased up to 6% of essential oil but with further increase, it was significantly decreased (p < 0.05). The results of inhibition zone test showed that the antimicrobial inhibitory properties of Rosmarinus officinalis essential oil against Staphylococcus aureus were greater than Escherichia coli. Decrease of 2, 1.7 and 1.85 logarithmic units was respectively observed in total count of microorganisms, E. coli and S. aureus on ostrich meat during 12 days of storage in the refrigerator. The produced antimicrobial film has the potential to be applied in the packaging of different food.

    Keywords: Kefiran-waterborne polyurethane film, Rosmarinus officinalis essential oil, Ostrich meat
  • Rashid Gholami, Ebrahim Ahmadi * Pages 895-907
    In this research, some methods such as chitosan coating, nanocomposite film and modified atmosphere packaging were used to preserve button mushroom quality during storage time. Harvested mushrooms were divided in 2 groups, with and without coating (1% chitosan coating), then packed in 3 types of packages (common, Nano and Nano+MAP packages). Nano+MAP packages were contain 10% O2, 10% CO2 and 80% N2. All samples were placed at 4 °C for 10 days. Physical (moisture and color indecies), chemical (pH and TSS) and mechanical properties (Emod and Fmax) were measured and calculated every other days. In the other hand, O2 and CO2 changes were also measured during storage time. The results showed that chitosan coating, type of packaging, storage time and their mutual effects had significant effects on measured and calculated parameters. Application of nanofilm due to low permeability to O2 and CO2, and also MAP condition had positive effect on control of respiration and preservation of physical, mechanical and chemical properties of mushroom.
    Keywords: Button mushroom, packaging, Chitosan, Modified Atmosphere packaging, Nano composite film
  • Marjan Tajic Ahmadabadi, Alireza Shahab Lavasani *, Shila Berenji Pages 909-926

    The purpose of this study was to evaluate the effect of storage temperature on aroma compounds of probiotic UF cheese containing different concentrations of probiotic Bifidobacterium lactis. For this purpose, UF cheeses with B. lactis cells at two levels (108 and 109 cfu/g) were prepared.The produced cheeses were ripened at 4, 10 and 25°C for 32 days and bacteria viable counts, pH, protein (%), dry matter (%), aroma compounds (µg/g) and sensory properties were measured. The results showed that an increase in inoculation level and storage temperatures lead to increase in the number of probiotic bacteria. During storage, the number of B. lactis was decreased. pH of all cheese samples was decreased, while acidity and dry matter amounts significantly were increased during storage (p > 0.05). By increasing the storage time, the amounts of acetaldehyde and acetoin were decreased, while acetic acid at first was increased and then was decreased. Temperature of storage didn’t have a constant effect on diacetyl and ethanol amounts of probiotic cheese. Sensory evaluation exhibited cheese flavor and texture had no significant differences during storage time and it can be concluded that the probiotic inoculation level of 109 cfu /g and storage temperature (25 ºC) were the best conditions for the production of probiotic ultrafiltration cheese.

    Keywords: UF Cheese, temperature, Bifidobacterium lactis, Probiotic survival, Aroma compounds
  • Ashkan Nabavi Pelesaraei, Shahin Rafiee *, Seyed Saeid Mohtasebi Pages 927-938

    Managing three indicators of quality, cost and time in rice production is important.Therefore, the purpose of this study was to achieve optimal layout of different methods with the lowest cost, minimum time and highest quality in the conversion process. For this purpose, all possible methods for each stage of the conversion process in the modern milling units were expressed and a series of fuzzy numbers was considered for them. Risk management was also done by applying fuzzy cutes from zero to one to investigate uncertainty. In the next step, the project management was adopted using the non-dominated sorting genetic algorithm (NSGA-II) and non-dominated ranked genetic algorithm (NRGA-II). Based on the results, the genetics algorithm (NSGA-II) showed better performance in comparison with genetic algorithm (NRGA-II) in solving this problem and finally, the lowest time, minimum cost and the highest quality in the specified conditions (α = 1) were founded 22.22 hours, 8088170 Rial and 62%, respectively.

    Keywords: Genetic Algorithm, rice, Milling, Project management, Fuzzy logic
  • Saeed Zarifneshat *, Mohammad Hossein Saeidi Rad, Mahmood Safari Pages 939-949
    The effect of no tillage, minimum and conventional tillage were investigated on some characteristics of soil and machine on alternation of sugar beet, barley, maize, wheat in cold regions of Khorasan Razavi province. This study was conducted in split plot design based on randomized complete block design with three replications. The treatments consisted of soil tillage methods in three levels: conventional tillage, minimum tillage and no tillage in the main plots and amount of plant residues in three levels including: no residues, retaining 30 percent and 60 percent of residues in the subplots. The results showed that no tillage and minimum tillage reduced fuel consumption, operating time, mechanical power consumed in land preparation and planting operations and amount of plant residues returned compared to the conventional tillage. The conventional tillage compared to minimum tillage and no tillage reduced the diameter of the soil clods significantly. Soil tillage methods and amount of plant residues did not have a significant effect on soil penetration resistance.
    Keywords: No tillage, Minimum Tillage, conservation tillage
  • Mostafa Khojastehnazhand *, Hamed Ramezani Pages 951-961
    Raisin is one of the most important agricultural products. In this study, by using the machine vision approach, the quality of bulk raisin was evaluated in two different conditions. In the first case, six classes of good and bad raisins mixture, and in the latter case, 15 classes of good, bad and woody raisins have been studied. Classification results with Linear Discriminate Analysis (LDA) and Support Vector Machine (SVM) showed that the best classification accuracy of 6 classes was obtained by linear SVM method with an accuracy of 85.55%. The results for classifying 15 classes including good, bad and wood showed that the best result was obtained by linear SVM method but with a lower accuracy of 63.55%. The results showed that the GLCM method was able to detect the class of raisin bulk product and could replace the expert in raisin processing plants.
    Keywords: Raisin, Support vector machine, Classification, Linear Discrimination Analysis, Machine Vision
  • Nesa Gheybi, Roghiyeh Ashrafi * Pages 963-975
    Nowadays due to the problems caused by the consumption of high fat products, the use of fat substitutes in foods such as yogurt has increased. In this study, the effect of inulin in 0, 1.5 and 3% levels and Quince seed gum in 0, 0.25 and 0.5% levels was investigated on the qualitative properties of low fat yogurt at 4°C during 14 days of storage. The results showed that addition of inulin significantly decreased syneresis (p<0.05), at higher levels of Quince seed gum (at 0.5% level), increasing the amount of syneresis was prevented during storage. Water holding capacity and viscosity increased significantly with increasing inulin and Quince seed gum (p<0.01), while maximum water holding capacity was 64% and the highest viscosity was 5500 cpoise in a sample containing 3% inulin and 0.5%  Quince seed gum powder.Hardness was increased significantly from 14N to 28N by adding inulin (p<0.01), at higher levels of Quince seed gum increasing of hardness was prevented over time. The highest color change was in the sample contained the highest amount of inulin and the lowest amount of Quince seed gum on the first day of storage. Optimum content of inulin and Quince seed gum was determined 2.5% and 0.4% respectively, in low fat yogurt. In overall acceptance, the optimized low-fat yogurt obtained a higher score than control yogurt (3% fat). The results of this study showed that it is possible to use inulin and Quince seed gum at optimal levels in the preparation of low-fat yogurt.
    Keywords: Low-fat yogurt, Inulin, Quince seed gum, qualitative characteristics
  • Faramarz Noe Khodabadi, Ali Rajabipour *, Mahmoud Omid, Dariush Zare Pages 977-989

    Rough rice is one of the most important agricultural products and it plays an important role in ensuring food security. The objective of this study was to investigate the effect of high power ultrasound in tempering duration on the drying kinetics of rough rice in a combined far-infrared radiation (FIR) dryer. Tests were conducted in a factorial design at four levels of ultrasound power density (Zero, 0.5, 0.75 and 1 kW/kg), four levels of frequency (20, 25, 28, and 30kHz) and three levels of drying air temperature (30, 40, and 50oC). Results showed that mechanical characteristics of rough rice were affected significantly at all ultrasound power and frequency levels at different inlet air temperatures at tempering duration and led to reduction of both drying time and specific energy consumption. So that at power of 0.5 kW / kg, low ultrasonic frequencies of 20 and 25 kHz and input temperature of 30 ° C while reducing the percentage of cracks in rough rice kernels, they also increase the energy required for healthy seed breakage on average.

    Keywords: Rough rice, Ultrasound, Tempering, Combined FIR dryer
  • Zahra Abdolahzare, Navab Kazemi, Saman Abdanan Mehdizadeh * Pages 991-1004

    Active monitoring of beehive using sensor network that can record all of the hive conditions for  recognition of living status of beehives, could help beekeepers to make a proper decision while attacking foreign enemies, and prevent the collapse of the hive. To this end, in this study, an expert system for detection of Merops apiaster attack was developed which is including: temperature, sound, humidity and ethanol sensors. The data was collected for two conditions (i. e. normal and apiaster attack conditions) and different features in two time and frequency domains were extracted. After that, the most significant features were selected and classified using GA (Genetic Algorithm) and K-NN, respectively. According to results, among 19 selected features, 5 features namely spectral entropy, sound energy, sound maximum, alcohol minimum, and natural frequency were selected as the most effective features with 8967, 6018, 1321, 1287, and 809 occurrence, respectively. K-NN classification had 100% accuracy, precision, recall, Fscore, specificity, and Gmean and zero false positive rate which indicates proper performance of expert system fordetection of apiaster attack to the beehives.

    Keywords: smart hive, Merops apiaster, Genetic Algorithm, K-nearest neighborhood