فهرست مطالب

نشریه مهندسی بیوسیستم ایران
سال چهل و سوم شماره 1 (بهار و تابستان 1391)

  • تاریخ انتشار: 1392/06/23
  • تعداد عناوین: 11
|
  • زهرا سادات هاشمی *، محمد امین آسودار، سیدجعفر هاشمی، سیدعطاءالله سیادت صفحات 1-7
    بازده استخراج روغن در دانه های روغنی ارتباط مستقیم با رطوبت برداشت و شیوه خشکاندن آن دارد. جهت تعیین مناسب ترین رطوبت برداشت و ارزیابی خشک کن های مختلف کلزا، پژوهشی در استان مازندران در سال 1388 با استفاده از دو آزمایش فاکتوریل بر پایه طرح کاملا تصادفی در 6 تکرار و بلوک های کامل تصادفی در 3 تکرار به ترتیب جهت ارزیابی کیفی دانه و انرژی انجام گرفت. سطوح رطوبت برداشت و نوع خشک کن بترتیب شامل 25، 20 و 15 درصد بر مبنای تر و پارویی، LSU و بخار بودند. با توجه به نتایج آزمایش، دامنه مقادیر کاهش ناخالصی به میزان 8/1% تا 4/0%، کاهش ضایعات دانه سبز به میزان 3/1% تا 3/2% و ضایعات ترک و روغن دانه بترتیب به میزان 5/0% تا 9/1% و 2/1% تا 6/2% به دست آمد. همچنین دامنه مقادیر انرژی مصرفی، نسبت مصرف انرژی، بازدهی گرمایی و ظرفیت کاری بترتیب به میزان 41/171 تا 45/682 کیلوژول بر ثانیه، 285/0 تا 634/0، 29/25% تا 20/14% و 26/1 تا 59/7 تن در ساعت بوده است. در نهایت رطوبت برداشت 15 درصد و خشک کن بخار به لحاظ داشتن بیشترین تعداد بهترین شرایط شاخص های مورد بررسی، به دیگر سطوح رطوبت ها و خشک کن ها ترجیح داده می شوند.
    کلیدواژگان: کلزا، رطوبت برداشت، شیوه ی خشکاندن، ضایعات روغن و انرژی
  • حسن صدرنیا*، باقر عمادی صفحات 9-17
    یکی از موارد لازم جهت توسعه سامانه های جابه جایی و پس از برداشت میوه های تازه، داشتن اطلاعات کافی در خصوص نحوه کاهش آسیب های مکانیکی برای هر محصول است. تحقیق حاضر به منظور تعیین و مقایسه حساسیت پنج رقم سیب تولیدی منطقه خراسان به بار ضربه ای صورت پذیرفته است. بدین منظور 5 رقم سیب منطقه خراسان (شامل ارقام عروس، عباسی، لبنانی زرد، لبنانی قرمز، گلشاهی) توسط دو سطح ضربه زننده تخت و گرد با سه سطح انرژی ضربه ای (976/0، 590/0، 276/0 ژول) با پنج تکرار توسط دستگاه ضربه نوع آونگی تحت بارگذاری ضربه ای قرار گرفت. در هر آزمایش متغیرهای عمق و قطر لهیدگی اندازه گیری و حجم و حساسیت به لهیدگی با استفاده از روابط برآورد شدند. نتایج به صورت آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. نتایج نشان داد تاثیر فاکتور های رقم، انرژی ضربه و نوع سطح ضربه زننده در سطح احتمال 1% بر قطر و عمق لهیدگی معنی دار است. رقم عروس با میانگین 25 میلی متر بیشترین قطر لهیدگی و رقم گلشاهی با میانگین 11 میلی متر بیشترین عمق لهیدگی را نشان داد. همچنین به طور میانگین حجم لهیدگی های ایجاد شده در برخورد با سطح تخت بیشتر از سطح گرد بود. نتایج تجزیه واریانس داده های حساسیت به لهیدگی نشان داد تاثیر فاکتورهای رقم، انرژی ضربه و انحنای سطح ضربه زننده در سطح احتمال 1% بر حساسیت به لهیدگی معنی دار است. مقایسه مقادیر میانگین حساسیت به لهیدگی در رقم های مختلف نشان داد بین رقم های عباسی، لبنانی قرمز و لبنانی زرد به ترتیب با مقادیر میانگین 71/3، 95/3 و 12/4 میلی لیتر بر ژول اختلاف معنی داری در سطح 1% وجود ندارد، لیکن رقم گلشاهی و عروس به ترتیب با مقادیر میانگین 29/5 و 23/6 میلی لیتر بر ژول حساسیت به لهیدگی بالاتری داشتند. با توجه به استاندارد درجه بندی سیب آمریکا، لهیدگی رقم های عباسی و لبنانی قرمز در ضربه با انرژی 276/0 ژول در محدوده مجاز درجه یک است، در حالی که سایر ارقام در اثر اعمال این ضربه از محدوده مجاز خارج می شوند.
    کلیدواژگان: حجم لهیدگی، قطر لهیدگی، سیب، صدمه ضربه ای، سطح برخورد
  • حجت رحمانی، سیدناصر علوی* صفحات 19-28
    عدم رعایت استاندارد های جهانی و درجه بندی و بسته بندی نامناسب از دلایل عدم توجه درخور به خرمای ایران است. سامانه ماشین بینایی روش نوینی است که در بخش کشاورزی کاربردهای مختلفی دارد. در این تحقیق روشی جهت طبقه بندی خرمای مضافتی با استفاده از پردازش تصویر به پنج دسته سالم، چروکیده، کپک زده، صدمه دیده و خال زده ارائه شده است. ابتدا از نمونه هایی که با بینایی انسان دسته بندی شده بود تصاویری اخذ شد. با استفاده از روش های تحلیل تصویر و شبکه عصبی مصنوعی در محیط برنامه نویسی متلب روشی جهت بازشناسی نواحی معیوب خرما تهیه شد. با تهیه الگوریتمی درجه بندی با استفاده از دو تصویر از هر خرما انجام شد. درجه بندی بینایی ماشین با معیار استاندارد بررسی شد. نرخ بازشناسی درست در روش پردازش تصویر برای خرمای سالم، چروکیده، صدمه دیده، کپک زده و خال زده به ترتیب 83/95%، 89/88%، 28/64%، 55/80% و 00/80% به دست آمد. در اندازه بندی از معادله چند جمله ای درجه اول برای تعریف تابع وابستگی مابین متغیر وابسته (وزن خرما) و متغیرهای مستقل (طول، قطر و مساحت) استفاده شد. مدل ارائه شده هم بستگی خوبی برای تخمین وزن خرمای سالم دارد) 93/0= 2R
    کلیدواژگان: بینایی ماشین، دسته بندی، خرابی های خرما، شبکه عصبی مصنوعی
  • مجید نامداری*، شاهین رفیعی، علی جعفری صفحات 29-35
    هدف از انجام عملیات خاک ورزی تهیه بستری مناسب برای بذر می باشد. یکی از شاخص های مهم در زمینه کیفیت شخم، قطر متوسط وزنی کلوخه های ایجاد شده در عملیات شخم می باشد. در این مطالعه تلاش شد با استفاده از روش شش سیگما، شاخص قطر متوسط وزنی کلوخه ها در مزرعه دانشگاه تهران مورد مطالعه قرار گرفته و بهبود داده شود. شش سیگما یکی از روش های نوین مدیریتی در زمینه بهبود فرایندها می باشد که کاربردهای وسیعی دارد. اندازه گیری ها نشان داد که قابلیت فرایند برای شاخص قطر متوسط وزنی کلوخه ها در مزرعه مورد مطالعه 69/0 می باشد. نتایج اولیه همچنین نشان دادند که این فرایند تحت کنترل نبوده و نیاز به بهبود دارد. با استفاده از ابزار FMEA مشخص شد که مهم ترین عوامل مدیریتی تاثیرگذار بر قطر متوسط وزنی کلو خه ها، رطوبت خاک، سرعت پیش روی تراکتور و عمق شخم به ترتیب با نمره اولویت ریسک 900، 630 و 560 می باشند. بنابراین با اصلاح این عوامل و اجرای مجدد عملیات شخم در شرایط جدید، قابلیت فرایند به 36/1 افزایش یافت که بیان گر این موضوع است که با اعمال اصلاحات کیفیت شخم بهبود یافته و بستر بذر یکنواختی تشکیل می شود.
    کلیدواژگان: خاک ورزی، گاوآهن برگردان دار، قطر متوسط وزنی کلوخه ها، کیفیت شخم
  • ابراهیم تقی نژاد کفشگری، محمدهادی خوش تقاضا*، مازیار فقیه نصیری، محمدهادی موحدنژاد صفحات 37-45
    امروزه استفاده از پوشش های طبیعی به جای پوشش های شیمیایی به منظور افزایش کیفیت ماندگاری میوه جات، مورد استقبال اکثر مصرف کنندگان دنیا قرار گرفته است. در این تحقیق کیفیت پرتقال تامسون در قالب طرح فاکتوریل (4 3) با پوشش خوراکی نانو کامپوزیت کیتوزان- رس و پوشش شیمیایی قارچ کش- واکس در مقایسه با نمونه بدون پوشش طی 3 ماه انبارمانی مورد ارزیابی قرار گرفت. نمونه های پرتقال در سردخانه با دمای oC5 و رطوبت نسبی 90-85 درصد نگهداری شده و pH، اسید قابل تیتر آب پرتقال، درصد کاهش وزن، نیروی برش پوست، نیروی شکست و ضریب کشسانی میوه طی دوره انبارمانی اندازه گیری شد. نتایج نشان دهنده وجود تفاوت معنی دار بین پوشش های مختلف روی تمامی صفات اندازه گیری شده، به جز حداکثر نیروی برش پوست میوه بود (p<0.01). در ضمن تاثیر زمان های مختلف انبارمانی بر درصد کاهش وزن، نیروی برش پوست و شکست میوه نیز معنی دار بود (p<0.01). همچنین استفاده از پوشش کیتوزان- رس، ضمن کاهش تلفات از دست دادن آب میوه نسبت به نمونه شاهد، به دلیل افزایش pH آب میوه، ایجاد حداکثر نیروی شکست و ضریب کشسانی میوه، موجب مقاومت میوه به بیماری های قارچی شده و استحکام بافت درونی آن را حفظ و در کل از کاهش کیفیت میوه جلوگیری کرد.
    کلیدواژگان: مرکبات، نانو ذرات، انبارمانی، خواص مکانیکی، قارچ کش، واکس
  • لیلا ابوالقاسمی، بابک قنبرزاده*، جلال دهقان نیا، علی اکبر انتظامی صفحات 47-64
    در پژوهش حاضر، فیلم مخلوط کربوکسی متیل سلولز (CMC) - پلی وینیل الکل (PVOH) حاوی مقادیر صفر تا 10% نانوویسکر سلولز (CNW) با استفاده از روش قالب گیری تولید شده و خواص فیزیکی فیلم های تولید شده مورد بررسی قرار گرفته است. نانوکامپوزیت های CNW-PVOH-CMC با استفاده از سوسپانسیون رقیق نانوویسکرهای سلولز تهیه شدند. سوسپانسیون نانوویسکر سلولز به وسیله هیدرولیز اسیدی لینتر پنبه با استفاده از اسید سولفوریک تولید شد که حاوی ذرات میله ای شکل با طول میانگین nm 240 و قطر میانگین nm 13 بود. نتایج نشان داد که افزودن 10% پلی وینیل الکل به فیلم CMC، مقاومت در برابر رطوبت آن را به میزان 86/6% کاهش داده و استحکام کشش نهایی و کرنش تا نقطه شکست آن را به ترتیب به اندازه 25/19% و 21/12% افزایش می دهد. بررسی ساختار فیلم های نانوکامپوزیت با استفاده از آزمون پراش اشعه X نشان داد که نانوویسکرهای سلولز به طور کاملا یکنواخت در ماتریکس بیوپلیمر پخش می شوند. افزودن 10% نانوویسکر سلولز جذب رطوبت فیلم مخلوط را به اندازه 65/17% کاهش و استحکام کشش نهایی آن را به میزان 05/47% افزایش داد.
    کلیدواژگان: کربوکسی متیل سلولز، بیونانوکامپوزیت، جذب رطوبت، خواص مکانیکی، الگوی پراش XRD
  • فخرالدین صالحی، سیدمحمدعلی رضوی*، مصطفی شهیدی نوقابی، محمد الهی صفحات 55-64
    در این پژوهش، تاثیر اختلاف فشار در سطح غشاء (در سه سطح 1، 5/1 و 2 مگا پاسکال) و دما (در سه سطح 30، 40 و 50 درجه سلسیوس) بر روی کارایی فرآیند نانوفیلتراسیون فاضلاب نمکی حاصل از احیاء رزین تبادل یونی ستون های رنگبری صنعت قند به منظور بازیافت آب و نمک مورد بررسی قرار گرفت. جهت انجام آزمایش های از غشاء لوله ای پلی آمیدی مدل AFC40 ساخت شرکت PCI استفاده شد. از نتایج این مطالعه می توان به کاهش 81 درصدی در مصرف نمک، 90% کاهش در مصرف آب و حذف 3/89% از ترکیبات رنگی اشاره نمود. درصد دفع کلرید سدیم با افزایش فشار افزایش یافت، در حالی که با افزایش دما کاهش نشان داد. میانگین درصد دفع کلرید سدیم 9% به دست آمد. بر اساس نتایج به دست آمده شار تراوه متوسط با افزایش دما و فشار افزایش یافت. نتایج نشان داد مقدار گرفتگی برای این غشاء پایین (13%) بود و گرفتگی غشا با افزایش فشار افزایش می یافت. میانگین گرفتگی با افزایش دما از 30 تا40 درجه سلسیوس افزایش می یافت، ولی با افزایش بیشتر تا 50 درجه سلسیوس کاهش یافت. بر اساس نتایج پژوهش دمای 50 درجه سانتی گراد و فشار 5/1 مگا پاسکال به عنوان بهترین دما و فشار جهت انجام فرآیند نانوفیلتراسیون فاضلاب ستون رنگبری پیشنهاد می گردد. از مزایای کاربرد این نوع غشا این بود که گرفتگی غشا با یک بار شستشو توسط آب برطرف می شد. علاوه بر این با به کارگیری فرآیند غشایی نانوفیلتراسیون، حجم فاضلاب خروجی تا 90% کاهش یافت.
    کلیدواژگان: نانوفیلتراسیون، فاضلاب، رزین تبادل یونی، شار، گرفتگی، درصد دفع
  • لیلا ابوالقاسمی، بابک قنبرزاده*، جلال دهقان نیا، علی اکبر انتظامی صفحات 65-72
    در پژوهش حاضر فیلم مخلوط کربوکسی متیل سلولز (CMC)- پلی وینیل الکل (PVOH) با روش قالب گیری تولید شد. در مرحله بعد نانوویسکر سلولز (CNW) به وسیله هیدرولیز اسیدی لینتر پنبه تولید و به منظور تهیه بیونانوکامپوزیت های کاملا زیست تخریب پذیر CMC – PVOH - نانوویسکر سلولز مورد استفاده قرار گرفت. سوسپانسیون نانوویسکر سلولز تولید شده، حاوی ذرات میله ای شکل با طول میانگین nm 240 و قطر میانگین nm 13 بود. نتایج نشان داد که افزودن 10% (وزنی/ وزنی CMC) PVOH، نفوذپذیری نسبت به بخار آب فیلم CMC را به میزان 40/6% کاهش و زاویه تماس اولیه آن را 31/9% افزایش می دهد. نتایج حاصل از کالریمتری روبشی افتراقی (DSC)، افزایش دمای ذوب فیلم CMC را در اثر افزودن پلی وینیل الکل نشان داد. بیونانوکامپوزیت های حاوی 10% نانوویسکر سلولز، 21/28% کاهش در نفوذپذیری نسبت به بخار آب را در مقایسه با فیلم مخلوط نشان دادند. کمترین ویژگی آب دوستی سطحی در فیلم های حاوی 7% نانوذره با زاویه تماس اولیه برابر با 28/59 درجه مشاهده شد. دمای انتقال شیشه ای (Tg) فیلم مخلوط و بیونانوکامپوزیت حاوی 3% نانوذره به ترتیب برابر با 3/164 و 8/167 درجه سلسیوس بود. دمای ذوب فیلم حاوی 7% نانوویسکر نیز 2/7 درجه سلسیوس بیشتر از فیلم مخلوط بود
    کلیدواژگان: فیلم مخلوط، بیونانوکامپوزیت، نفوذپذیری نسبت به بخار آب، آب دوستی سطحی، خواص حرارتی
  • لیلا زیرجانی*، حمید توکلی پور صفحات 73-83
    در این پژوهش از موز واریته کاوندیش نوع بلند استفاده شد. پس از تهیه برش، نمونه های موز با سه پیش فرآیند (متابی سولفیت سدیم 1% (T1)، بلانچ و متابی سولفیت سدیم 1% (T2) و بلانچ و محلول یک به یک اسید آسکوربیک و اسید سیتریک 1% (T3) آماده سازی شدند و یک نمونه تیمار نشده نیز به عنوان نمونه شاهد در نظر گرفته شد (T0). نمونه ها به دو روش خشک کردن با هوای داغ در دماهای C 80 و 70، 60 و مایکروویو در توان های W 700 و 500، 300 خشک شدند. سپس نمونه های خشک شده از نظر پارامترهای کیفی مانند: رنگ، میزان قند (ساکارز)، میزان ویتامین ث، جذب مجدد آب و سرعت و زمان خشک کردن مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج نشان داد که زمان خشک کردن در روش خشک کردن با مایکروویو کوتاه تر از روش خشک کردن با هوای داغ بود و در واقع 90% کاهش در زمان خشک کردن در روش مایکروویو نسبت به روش هوای داغ مشاهده شد و پیش فرآیندها نسبت به نمونه های تیمار نشده سرعت خشک کردن را افزایش و زمان خشک کردن را کاهش دادند و در بین سه پیش فرآیند اعمال شده پیش فرآیند (T2) با توجه به پارامترهای کیفی ارزیابی شده مناسب تر است.
    کلیدواژگان: بلانچ، سرعت خشک کردن، زمان خشک کردن، جذب مجدد آب، پیش فرآیند
  • محمدتقی گلمکانی، کرامت الله رضایی *، محمدسعید یارمند صفحات 85-91
    در این طرح اثر روش خشک کردن و پیش بینی میزان اسانس آویشن باغی و شیرازی با استفاده از عکس های میکروسکوپ الکترونی روبشی مورد مطالعه و بررسی قرار گرفته است. آویشن باغی به صورت کنترل شده در دمای 30 درجه سلسیوس و آویشن شیرازی به روش سنتی و در دمای 70-50 درجه سلسیوس خشک گردیدند. در لبه و مرکز برگ آویشن شیرازی، به ترتیب 4/18 و 9/14 درصد غده های اسانسی تخریب شده بودند در حالی که در مرکز و لبه برگ آویشن باغی، غده اسانسی تخریب شده ای مشاهده نگردید. عکس های میکروسکوپ الکترونی روبشی نیز بهتر بودن روش خشک کردن کنترل شده نسبت به روش های سنتی خشک کردن (غیر کنترل شده در دماهای بالا) را تایید می کند. استخراج اسانس با استفاده از روش های مختلف استخراج (روش کلونجر و تقطیر به کمک مایکروویو) نشان داد که مقدار اسانس استخراج شده از آویشن شیرازی (به ترتیب 44/3 و 66/3 درصد) حداقل 45-44 درصد بیشتر از آویشن باغی (به ترتیب 39/2 و 52/2 درصد) می باشد. عکس های میکروسکوپ الکترونی روبشی برگ این دو گونه آویشن قبل از استخراج نیز نشان داده بودند که تعداد غده های اسانسی در واحد سطح برگ آویشن شیرازی بیشتر از آویشن باغی می باشد.
    کلیدواژگان: آویشن، اسانس، استخراج، کلونجر، میکروسکوپ الکترونی روبشی
  • سیدعلی حسینی، سید حسین کارپرورفرد صفحات 93-103
    تحقیق حاضر به منظور به دست آوردن معادلاتی به روش تحلیل ابعادی برای پیش بینی مقادیر مقاومت کششی و نیروی عمودی وارد بر گاوآهن قلمی انجام گردید. آزمون ها در انباره خاک موسسه تحقیقات فنی و مهندسی کشاورزی کرج اجرا شد. در این تحقیق اثر چهار زاویه حمله (10، 15، 20 و 25 درجه)، سه سرعت پیشروی (5/1، 3 و 5/4 کیلومتر بر ساعت) و سه نسبت عمق به عرض تیغه (5/1، 2 و 3) بر مقاومت کششی افقی و نیروی عمودی وارد بر تیغه گاوآهن قلمی (پهنای تیغه 100 میلی متر) مورد بررسی قرار گرفت. آزمایش در خاک لومی با رطوبت 14 درصد انجام شد. آزمایش ها در قالب بلوک های کامل تصادفی به صورت 4 در 3 در 3 فاکتوریل در 3 تکرار اجراء گردید. نتایج حاصل از آزمون F نشان داد که اختلاف معنی داری بین مقادیر پیش بینی شده و اندازه گیری شده در مقایسه با شیب خط 1:1 وجود ندارد. مقادیر شاخص های آماری NRMSE و MBE مبین صحت مدل تحلیل ابعادی بود. به علاوه، دیگر نتایج تحقیق حاضر نشان می دهد که آهنگ افزایش نیروی کششی به لحاظ تغییر در متغیرهای ورودی با نتایج حاصل از معادله ی عمومی کشش استاندارد انجمن مهندسی کشاورزی آمریکا همسو می باشند.
    کلیدواژگان: خاک ورزی، مقاومت کششی، گاو آهن قلمی، نیروی عمودی
|
  • Z. S. Hashemi*, M. A. Asoodar, S. J. Hashemi, S. A. Siadat Pages 1-7
    The efficiency of oil extraction from oil seeds is affected by seed harvesting time, drying methods, seed storage conditions and finally the means of seed transportation to the factory. To determine the grain moisture content at harvest and its effect on seed while on drying trails, (employing different canola dryers), a study was conducted in Mazandaran province in 2009. A factorial complete randomized design of 6 replications along with a factorial complete randomized block design of 3 replications were applied for an analysis of grain quality and as well as for energy consumption respectively. Levels of moisture content consisted of 15, 20 and 25 percent (wb) and the dryer systems included: oar, LSU and steam for drying up of the seeds. The results indicated that the loss in the product following drying was found to be in the range of 0.4%-1.8% for removal of impurity. Reduction due to grain immaturity ranged from 1.3% to 2.3% and the ranges of loss due to damaged seeds and seed oil content stood at 1.9%-0.5% and 2.6%-1.2% respectively. The results revealed that the value of energy utilization, energy utilization ratio, thermal efficiency and drying capacity varied as: 682.45-171.41 KJ/s, 0.634-0.285, 14.2%-25.29% and 7.59-1.26 Ton/h respectively. Finally it was shown that a 15% grain moisture content at harvest time and the seed being dried by a steam dryer to be the most suitable treatment for the conditions in which the experiment was conducted.
    Keywords: Canola, Moisture of harvest, Drying trail, Oil, energy losses
  • H. Sadrnia*, B. Emadi Pages 9-17
    Gain of enough knowledge on how to reduce mechanical damages is indispensable in developing fresh fruit handling as well as post harvest systems. This research was performed to determine and compare the susceptibility of five apple varieties to impact loads in KHORASAN region. Five apple varieties of KHORASAN region (AROOS, ABBASI, yellow LOBNANI, red Lobnani and Golshahi) were loaded by two impact tools (flat vs. round shaped) along with three impact energy levels (0.976, 0.590 and 0.276 J) in five replications using pendulum apparatus arrangement. For each sample, depth and diameter levels of bruise were measured. The volume as well as susceptibility to bruise were evaluated using defined equations. Statistical factorial experiments in the form of completely randomized design (5×3×2) of five replications were employed. The results indicated that the depth and diameter of bruise were significantly affected by variety, impact energy and as well by the shape of impact tool. Maximum mean bruise diameter (25 mm) and depth (11 mm) belonged to AROOS and GOLSHAHI varieties, respectively. The average bruise volume caused by the flat shaped impact tool was more pronounced than that for the circle shaped one. The results of variance analysis of susceptibility to bruise showed that variety, impact energy and the shape of impact tool exerted significant effects on bruise susceptibility (P<0.01). A comparison of mean bruise susceptibility in the different studied varieties of apple indicated that there is no significant difference observed among ABBASI, red LOBNANI and golden LOBNANI (3.71, 3.95 and 4.12 ml/J, respectively) while GOLSHAHI and AROOS (5.29 and 6.23 ml/J, respectively) exhibited more susceptibility. Further investigations showed that the resulted bruise for ABBASI and red LOBNANI varieties with an impact energy of 0.276 J was in the accepted range of grade No. 1 (on the basis of American standard for apple grading), while the bruise in other varieties facing this impact energy was out of the standard value of bruise.
    Keywords: Bruise volume, Bruise diameter, Apple, Impact damage, Impact area
  • H. Rahmani, S. N. Alavi* Pages 19-28
    Iran has not yet gained the desired place in world date market, due to not considering the world standards in the processes of grading and packaging. Machine vision and image processing are two of the new techniques that have found their places of application in agricultural industry. In this research, a solution has been introduced for classification of Mozafati date introducing 5 different grades namely: intact, shrinkage, damaged, mouldy and splotchy. A number of images were initially taken from the dates. They had been chosen, divided, and graded by an experienced person in this field. Through image processing technique and artificial neural network in MATLAB, a method for recognition of date's defective areas was prepared. By preparation of an algorithm, date grading was carried out by using two images from each date. Machine vision comparison was employed using standard criteria. Correct recognition rate in image processing method for intact, shrinked, damaged, mouldy and splotchy dates amounted to 95.83%, 88.89%, 64.28%, 80.55% and 80.00% respectively. First order polynomial equations were employed to define the function between dependent variable (weight of date) and the independent variables (length, diameter and area) in the process of fruit grading. The submitted model benefits from a good correlation in estimating the weight of the intact dates (R2=0.93).
    Keywords: Machine vision, Classification, Dates devastation, Artificial neural network
  • M. Namdari*, Sh. Rafiee, A. Jafari Pages 29-35
    The aim followed in tillage operations is the preparation of a suitable seedbed. The clod Mean Weight Diameter (MWD) is one of the important tillage quality factors. In this study Six Sigma methodology was employed to improve the MWD index on the experimental farm of the university of Tehran. Six Sigma is considered as one of the new improving process methods that has gained wide applications in almost all sciences. Measurements indicated the process capability (Cpk) to be 0.69 for WMD in the case study. Data also revealed that the process was out of control and needed improvement. FMEA revealed that soil moisture content, plowing speed and plowing depth are the most important factors affecting clod size, with 900, 630 and 560 risk priority number respectively. These factors were reformed in the new process and Cpk measured again. Cpk in the new process was obtained as 1.36 indicating that the process became adequately applicable. Utilization of Six Sigma caused the improvement of tillage quality and the preparation of a suitable seedbed.
    Keywords: Tillage, Moldboard plow, Mean Weight Diameter (MWD), Tillage quality
  • E. Taghinejad Kafshgari, M. H. Khoshtaghaza*, M. Faghih Nasiri, M. H. Movahhed Nejad Pages 37-45
    Most consumers prefer natural coatings to the chemical ones to act as an enhancement of storage quality of fruits. In this research, quality of Thomson oranges coated with chitosan-clay nano composite edible coating plus fungicide-wax chemical coating was compared with a non-coated sample during storage for a period of 3 months through a factorial design (3×4). Orange samples were kept in a cold storage at 5oC temperature and 85-90% of relative humidity. The pH, titratable acidity of orange juice, weight loss percentage, peel shear and fracture forces as well as the coefficient of elasticity were assayed during storage. Results indicated significant differences among different coatings on all the measured dependent variables except on peel shear force (p<0.01). In addition, storage duration significantly affected weight loss, fruit peel cutting and fracture forces (p<0.01). Also fruits coated with Chitosan-clay showed reduction in weight loss, increase in pH, the highest fracture force as well as the coefficient of elasticity as compared with the control samples. Therefore, it is concluded that the coating increased fruit resistance to fungal diseases, retained inner texture strength and prevented the decrease in fruit quality.
    Keywords: Citrus, Nano particles, Storage, Mechanical Properties, Fungicide, wax
  • L. Aboulghasemi Fakhri, B. Ghanbarzadeh*, J. Dehghan Nia, A. A. Entezami Pages 47-64
    Carboxymethyl cellulose (CMC)-polyvinyl alcohol (PVOH) blend film, containing 0-10% cellulose nanowhiskers (CNW), was produced through casting method, while physical properties of the films being investigated. CMC-PVOH-CNW nanocomposites, were prepared with a diluted suspension of cellulose nanowhiskers. Nanowhiskers suspension was prepared through acid hydrolysis of cotton linter by sulfuric acid and contained rod like particles, averaging lengths of 240 nm and diameters of 13 nm. A 6.86% reduction in total moisture absorbency was achieved by a 10% Wt PVOH addition to the CMC film. Ultimate break tensile strength and strain increased by 19.25% and 12.21%, respectively, through an addition of 10% Wt of PVOH. X-ray diffraction (XRD) test revealed uniform distribution of nanoparticles in biopolymer matrix. The addition of 10% Wt cellulose nanowhiskers decreased the moisture absorption of the blend film while increasing the ultimate tensile strength of the film by 17.65% vs. 47.05%, respectively.
    Keywords: Carboxymethyl cellulose, Bionanocomposite, Moisture absorption, Mechanical properties, XRD diffractogram
  • F.Salehi, S. M. A. Razavi*, M. Elahi, M. Shahid Noghabi Pages 55-64
    The effects of three levels of transmembrane pressure (1.0, 1.5 and 2.0 MPa) as well as three temperature levels of: 30, 40 and 50°C on the efficiency of nanofiltration process of waste brine from the regeneration of ion exchange resins at sugar industry (to recover water and sodium chloride) were investigated throughout the current study. The polyamide tubular AFC40 membrane manufactured by PCI membrane systems was used throughout the study. The results suggested an 81% reduction in salt consumption, a 90% reduction in water consumption and a removal of >89.3% of colorant components. The sodium chloride rejection increased with increase in the pressure, whereas it decreased through an increase in temperature. The average sodium chloride rejection was found to be 9%. According to the obtained result, the average permeate flux increased with increase in temperature and pressure. The results indicated that the membrane fouling was low (13%) with membrane fouling increasing with increase in temperature from 30°C to 40°C, however it was lowered with a further increase up to 50°C. The benefits obtained from using this membrane are the exclusion of membrane fouling by being rinsed with pure water. Furthermore, using the NF process, the volume of effluent was lowered by 90%.
    Keywords: Nanofiltration, Ion exchange resins, Flux, Fouling, Rejection percentage
  • L. Abolghasemi Fakhri, B. Ghanbarzadeh*, J. Dehghan Nia, A. K. Entezami Pages 65-72
    Carboxymethyl cellulose (CMC)-polyvinyl alcohol (PVOH) blend film was produced through casting. Cellulose Nanowhisker (CNW) was produced by means of acid hydrolysis of cotton linter and CMC-PVOH-cellulose nanowhiskers through which fully degradable bionanocomposites were prepared. Prepared nanowhisker suspension contained rod like particles averaging lengths of 240 nm and diameters of 13 nm. An amount of 6.40% reduction in water vapor permeability (WVP) and 9.31% enhancement in initial contact angle were achieved through a 10% Wt PVOH addition in the CMC film. Differential Scanning Calorimetery (DSC) results indicated that the addition of PVOH induces an increase in melting point of the CMC film. A 28.21% reduction in WVP was observed at 10% Wt CNW content as compared with blend film. The sample containing 7% CNW, exhibited the lowest surface hydrophilicity (Contact Angle = 59.28o). Glass temperatures (Tg) of the blend film and bionanocomposite film of 3% CNW were recorded as 164.3oC and 167.8oC, respectively. Through an addition of 7% CNW in the blend film, a reduction of 7.2oC in the melting point was observed.
    Keywords: Blend film, Bionanocomposite, Water vapor permiability, Surface hydrophilicity, Thermal properties
  • L. Zirjani*, H. Tavakoli Pour Pages 73-83
    Bananas of long Cavendish variety constituted the experimental samples in this research work. Following the slicing of bananas, the samples were treated with three pretreatments of: 1% sodium bisulphate (T1), a combination of blanching and 1% sodium bisulphate treatment (T2), combined blanching and treatment with 1% ascorbic plus citric acid (1:1) mixture (T3) as well as an untreated sample, considered as control (T0). All the samples were dried making use of two drying
    Methods
    (Hot air drying in 60, 70 and 80°c vs. microwave drying of 300, 500 and 700 W power intensity). Dried samples were evaluated for some such quality measures as color, sugar content (sucrose), vitamin C content, rehydration as well as drying time and rate. The results showed that drying time in the case of microwave drying was shorter than that in hot air drying. A 90% decrease in drying time was observed in microwave drying method rather than hot air drying. In comparison with untreated samples, pretreatments caused an increase in drying rate while a decrease in the needed drying time. On the whole, (T2) pretreatment acquired a more positive score relative to other treatments from view point of quality parameters.
    Keywords: Blanching, Drying rate, Drying time, Rehydration, Pretreatment
  • M. T. Golmakani, K. Rezaei* Yarmand Pages 85-91
    The effects of drying method and prediction of the essential oil contents of two thyme genuses (Thymus Vulgaris and Zataria multiflora) were investigated using Scanning Electron Microscopy (SEM). T. vulgaris was dried at 30°C under controlled conditions while Z. multiflora dried through traditional method and at 50-70°C. In the middle and edge of Z. multiflora leaves, 18.4 and 14.9% of glands were destroyed, respectively, while all the glands in T. vulgaris leaves being kept intact. SEM results confirmed that the controlled drying method was more than the traditional drying (uncontrolled and at high temperatures) method. Extraction results from both Clevenger and microwave-assisted hydrodistillation methods indicate that the extraction yield from Z. multiflora (3.44 and 3.66 percent, respectively) was at least 44% more than that from T. vulgaris (2.39 and 2.52 percent, respectively). Extraction yield results are in good agreement with the SEM images of two thyme genuses. The number of glands per surface area in Z. multiflora leaf was more than that in T. vulgaris leaf.
    Keywords: Thyme, Essential oil, Extraction, Clevenger, Scanning Electron Microscopy (SEM)
  • S. A. Hosseini, S. H. Karparvarfard Pages 93-103
    This study was conducted to develop the appropriate equations for predicting draft and vertical forces on a chisel tine using Dimensional Analysis Technique. Tests were carried out in the soil laboratory of the Agricultural Engineering Research Institute, Karaj, Iran. The effects of four levels of rake angle (10, 15. 20 and 25 degrees), three levels of forward speed (1.5, 3, and 4.5 kmh-1) and three levels of tine aspect ratio (1.5, 2, and 3) on horizontal and vertical forces acting on a chisel plow tine (100 mm wide) were investigated. The study was conducted in a loamy soil with 14% (d.b.) moisture content. The treatments were arranged in a randomized complete block design as a 4 by 3 by 3 factorial of three replications. Results of F-test (5% probability) indicated no significant differences between values of slope and intercept of the measured vs. predicted values plot as compared with 1:1 line plotted. The statistical indices; NRMSE and MBE emphasize precision of the adopted analytical model. In addition, other results of the study showed an increasing trend of draft force for variation in input parameters. This finding is supported by similar results derived from ASAE general equation.
    Keywords: Tillage, Chisel plow, Draft force, Vertical force