فهرست مطالب

مهندسی بیوسیستم ایران - سال چهل و چهارم شماره 2 (پاییز و زمستان 1392)

نشریه مهندسی بیوسیستم ایران
سال چهل و چهارم شماره 2 (پاییز و زمستان 1392)

  • تاریخ انتشار: 1392/12/11
  • تعداد عناوین: 10
|
  • سامان آبدانان مهدی زاده، سعید مینایی، عزالدین مهاجرانی، محمد امیر کریمی ترشیزی صفحات 101-112
    صنعت مدرن طیور به جای روش های سنتی فراوری و جابه جایی تخم مرغ مانند candling و بازرسی چشمی، به دنبال روش های جدیدتری است. هدف از این پژوهش، ارزیابی طیف سنجی UV-IR به منظور سنجش غیر مخرب تازگی تخم مرغ به عنوان جایگزینی برای روش های سنتی بازرسی است. برای بررسی گستره وسیعی از تغییرات در تازگی، گروه های متشکل از 10 تخم مرغ (oC 730 و 425درصد RH) به مدت 30 روز ذخیره شدند. اندازه گیری های طیفی در برابر سه پارامتر مخرب سنجش تازگی (Haugh units (HU)، pH سفیده و زرده، و ضریب زرده (YC[1])) قرار داده شدند. روش های PLSR وPCR به منظور پیش بینیHU، pH سفیده تخم مرغ، و YC براساس داده های طیفی استفاده شد. مقدار ضریب تعیینخطای پیشگویی در روش PLSR برای HU، YC، و pH سفیده به ترتیب 88/0، 86/.، و 78/0 و در روش PCR (برای HU، YC، و pH) سفیده به ترتیب 64/0، 62/0، و 41/0 به دست آمد. این نتایج بیانگر توانایی بیشتر PLSR در پیش بینی داده های طیفی است. در ضمن بیشتر اطلاعات طیفی در بازه nm820-510 قرار دارد. نتایج همچنین نشان داد که طیف سنجی UV-IRدر ارزیابی کیفیت درونی و تازگیتخم مرغ روش موفقی است.
    کلیدواژگان: ارزیابی غیرمخرب، شاخص های کیفیت و تازگی تخم مرغ، ناحیه طیفی تاثیرگذار
  • مریم زمانیان، علی زمردیان صفحات 113-118
    یکی از روش های استفاده از انرژی خورشیدی استفاده از جمع کننده های خورشیدی است. در این پژوهش جمع کننده مشخص شده از نوع تخت بود و با پوشش شیشه ای پله ای و صفحات جاذب آلومینیومی متخلخل (با ضریب تخلخل ثابت 0177/0 و 0314/0 و ضخامت mm 5/2) در معرض مستقیم تابش خورشید بررسی شد. اثر تخلخل صفحه جاذب جمع کننده بر کارایی حرارتی آن در محدوده دبی جرمی هوا (0056/0، تا 0385/0 kgm-2s-1) در شش دبی هوای ورودی، آزمایش و بررسی شد. آزمایش ها در سه تکرار، در فواصل زمانی 11 تا 13 بعد از ظهر، با متوسط شید خورشید در این فاصله زمانی برابر با Wm-2 1040 انجام گرفت. نتایج به دست آمده از آزمایش ها صحت نظریه بررسی شده در این تحقیق را نشان می دهدکه با افزایش تخلخل صفحه جاذب، بازده گرمایی جمع کننده افزایش می یابد. اما در دبی کمینه مشاهده شد که بازده صفحه جاذب با تخلخل کمتر، بیشتر است. در دبی کمینه، بازده صفحات جاذب با تخلخل 0177/0 و 0314/0 به ترتیب 31/0 و 29/0و در دبی بیشینه به ترتیب 83/0 و 88/0 به دست آمد. این هوا گرم کن می تواند در پروژه های خشک کردن محصولات کشاورزی، گرم کردن خانه های روستایی و شهری، فضای گلخانه ها، و دامداری ها استفاده شود.
    کلیدواژگان: پوشش پله ای، جاذب فلزی متخلخل، جمع کننده خورشیدی هوایی تخت، خشک کردن
  • سید مهدی نصیری، نجات صادقی صفحات 119-124
    پوست کنی مرحله ای بسیار مهم در فراوری دانه کنجد و شامل فرایندهای خیساندن، پوست گیری، و جداسازی پوست از مغز دانه کنجد است. در این تحقیق، یک پوست کن پیوسته دانه های کنجد در راستای طراحی فرایند پیوسته صنعتی کنجد طراحی، ساخته، و سپس ارزیابی شد. شیب دستگاه و دور محور پوست کن فاکتورهای اصلی آزمایش بودند. نتایج نشان می دهد که این دو فاکتور تاثیر معنی داری بر درصد پوست گیری دانه ها دارند (01/0=p). حداکثر درصد پوست گیری با یک بار عبور دانه ها از پوست گیر درحدود 84 درصد بود که در شیب صفر درجه و کمترین سرعت دورانی دستگاه به دست آمد. نتایج همچنین نشان داد که بین زمان پوست گیری و درصد دانه های سفید شده رابطه ای خطی با ضریب همبستگی 80/0 وجود دارد. با افزایش زمان پوست گیری که در تنظیمات دیگر دستگاه امکان پذیر است، دستگاه برای استفاده در فرایند پیوسته صنعتی مناسب می شود.
    کلیدواژگان: آسیاب کردن، پوست کن کنجد، فراوری کنجد، کنجد
  • محمد شهابی قویونلویی، شاهین رفیعی، سید سعید محتسبی، سلیمان حسین پور صفحات 125-133
    استفاده از پردازش تصویر و سامانه های هوش مصنوعی در زمینه کشاورزی و صنایع غذایی روز به روز بیشتر می شود. هدف از انجام این تحقیق، بررسی امکان استفاده از پردازش تصویر در پیش بینی روند تغییرات محتوای رطوبتی برگ های چای سبز در حین خشک شدن با استفاده از سامانه های پیش گویی شبکه عصبی مصنوعی و استنتاج فازی عصبی تطبیقی است. آزمایش های خشک کردن به روش لایه نازک و براساس عوامل موثر در خشک شدن در پنج دمای 50، 60، 70،80، و 90 درجه سلسیوس و سه سرعت جریان هوای 5/0، 1، و 5/1 متر بر ثانیه انجام گرفت. نتایج حاصل از استخراج پارامترهای رنگی تصاویر برگرفته از نمای بالای نمونه ها، به عنوان داده های ورودی سامانه های هوش مصنوعی، برای تعیین محتوای رطوبتی آن ها به کار برده شد. در پایان، بهترین نتایج پیش بینی شبکه عصبی مصنوعی با دو لایه پنهان (شامل 12 نرون در لایه اول و 15 نرون در لایه دوم)با ضریب تعیین 948/0 و مجذور میانگین مربعات خطای 092/0 گردید.
    کلیدواژگان: پردازش تصویر، چای سبز، خشک کردن، هوش مصنوعی
  • محسن غدیریان فر، علیرضا کیهانی، محمود امید صفحات 135-142
    در این مطالعه روند انرژی از کشت نیشکر تا تولید اتانول از ملاس، در ایران بررسی شد. با توجه به نتایج، انرژی مصرفی به ازای هر لیتر الکل، 32/22 مگاژول است. ازاین رو، مقدار نسبت انرژی (ER) برابر 95 درصد و محتوای انرژی خالص (NEV)، 12/1- مگاژول است. توسعه نیافتن صنایع جانبی و صنایع تبدیلی محصولات جانبی کشت و صنعت های نیشکر در ایران، از دلایل بالا بودن نسبی محتوای انرژی خالص است. در بین نهاده ها نیز سوخت مازوت که برای تولید برق در کارخانه تولید ملاس و شکر مصرف می گردد، با 75/45 درصد بیشترین سهم را دارد. پس از مازوت، برق مصرفی در مرحله تولید اتانول از ملاس و همچنین برای پمپاژ آب با 57/34 درصد قرار دارد. پس از آن هم نهاده هایی همانند سوخت دیزل، ترکیبات فسفاته (سوپر فسفات تریپل)، و اوره به ترتیب بیشترین سهم را از انرژی ورودی به خود اختصاص داده اند. از آنجا که هنوز صنایع جانبی و تبدیلی نیشکر در ایران شرح و بسط نیافته است و محصولات جانبی مانند سرشاخه های نیشکر در مزرعه و باگاس هیچ مصرفی ندارند، بنابراین، مطالعات روی تولید اتانول از ملاس یا تولید بیوگاز یا الکتریسیته از باگاس در حیطه مدیریت ضایعات قرار می گیرند. در این موارد حتی اگر ER عددی کوچک تر از 1 بود، با توجه به مسائل جانبی دیگر، همانند منافع زیست محیطی یا اشتغال زایی، ادامه تولید این محصولات، توجیه پذیر است. نوع تخصیص انرژی مصرفی به محصولات جانبی تاثیر شگرفی در مقدار ER دارد.
    کلیدواژگان: اتانول، انرژی، مدیریت، نیشکر
  • مینا اکبریان، بابک قنبرزاده، محمود صوتی، جلال دهقان نیا صفحات 143-153
    در این تحقیق، ابتدا بهینه سازی ترکیب محلول اسمزی در فرایند آبگیری اسمزی میوه «به» به وسیله روش سطح پاسخ [1](RSM) و بر اساس حداکثر ضریب کارایی آبگیری اسمزی (WL/SG) بررسی شد. نتایج نشان داد که فروکتوز به صورت خطی و درجه دو بر WL/SG موثر است، در حالی که کلرید کلسیم و اسیدسیتریک تاثیر معنی داری بر میزانWL/SGندارند. اثر پوشش های خوراکی فعال بر پایه کربوکسی متیل سلولز پکتین اسید اسکوربیک و همچنین اثر آبگیری اسمزی بر ریزساختار میکروسکوپی، چروکیدگی،[2] جذب مجدد آب،[3] و ویژگی های حسی در ورقه های «به» خشک شده مطالعه شد. نمونه های پوشش دار و اسمز شده، دارای کمترین آسیب از نظر فروپاشی سلولی و چروکیدگی، در ریز ساختار میکروسکوپی بودند و نمونه های اسمز شده میزان چروکیدگی کمتری در مقایسه با شاهد و نمونه پوشش دار اسمزی نشده داشتند. به کار بردن پوشش های خوراکی، سبب کاهش جذب مجدد آب به وسیله محصول نهایی، در مقایسه با نمونه بدون پوشش گردید.
    کلیدواژگان: آبگیری اسمزی، پوشش خوراکی، چروکیدگی، ریزساختار میکروسکوپی، میوه به
  • فرزاد گودرزی، حامد فاطمیان صفحات 155-164
    حجم عمده ای از سیب زمینی تولیدی کشور از اواسط شهریور تا پایان مهر برداشت می شود. بنابراین، نگهداری مناسب آن برای تنظیم بازار مصرف ضرورت دارد. در این مطالعه، امکان استفاده از کلروپروفام برای نگهداری بهتر سیب زمینی در طول دوره انبارداری بررسی شد. غده های دو رقم سیب زمینی آگریا و سانته 1، 4، یا 8 هفته پس از برداشت با مقادیر 5/0یا 1 گرم بر کیلوگرم کلروپروفام تیمار و همراه با غده های شاهد به مدت 7 ماه در انبارهای فنی و سنتی نگهداری شدند. در این مدت متغیرهای محتوای رطوبت، قند کاهیده شده، و درصد جوانه زنی غده ها اندازه گیری شد. بر اساس نتایج، در هر دو رقم آگریا و سانته، و برای هر دو نوع انبار، تیمار 1 گرم بر کیلوگرم کلروپروفام[1] به شکل معنی داری (در سطح احتمال پنج درصد) بیش از دیگر تیمارها تجمع قند کاهیده، درصد جوانه زنی، کاهش محتوای رطوبت، و وزن جوانه های تولیدی غده های تحت آزمایش را کاهش داد. با افزایش زمان انبارداری، از رطوبت غده ها کاسته شد و مقدار قند کاهیده تجمع یافته در آن ها افزایش یافت. برای کسب بهترین نتیجه باید مصرف کلروپروفام حداکثر تا 1 ماه پس از برداشت انجام شود. هیچ یک از تیمارهای مطالعه شده برای اعمال بر غده های بذری سیب زمینی مناسب به نظر نمی رسد. کاربرد صحیح کلروپروفام می تواند افت وزنی غده های آگریا و سانته را به ترتیب تا 6 و 3/8 درصد کاهش دهد.
    کلیدواژگان: جوانه زنی، سیب زمینی، قند کاهیده، کلروپروفام، نگهداری
  • ساناز خلیقی، سلیمان عباسی، محمدحسین عزیزی عزیزی صفحات 165-172
    در ایران درخت خرنوب (Ceratonia siliqua) به طور پراکنده در مناطق گوناگون کازرون و ممسنی یافت می شود. در این پژوهش، برخی ویژگی های ریخت شناسی و شیمیایی غلاف و لوبیای خرنوب عمل آمده در این مناطق و تاثیر روش های گوناگون پوست گیری و خالص سازی بر ویژگی های فیزیکی و شیمیایی صمغ به دست آمده از آن، بررسی شد. برای پوست گیری از دو روش آبی و اسیدی (اسید سولفوریک 97 درصد، اسید کلریدریک 37 درصد و اسید استیک گلایسیال 100 درصد) استفاده گردید. سپس تاثیر غلظت پودر آندوسپرم (3-1 درصد)، pH (4، 7، و 10)، و دما (90-50 درجه سانتی گراد) با استفاده از روش سطح پاسخ بر بازده استخراج و حلالیت صمغ خام استخراج شده، تعیین گردید، و با رسوب دهی فاز محلول با ایزوپروپانول، اتانول، و شستشو با استن، صمغ خالص تهیه شد. نتایج کسب شده از روش های پوست گیری نشان داد که کیفیت و شفافیت آندوسپرم حاصل از دو مرحله اسیدی کردن با اسید سولفوریک (40:60) بهتر از پوست گیری آبی و پوست گیری اسیدی با اسید کلریدریک و اسید استیک گلایسیال است. ماده خشک فاز نامحلول با افزایش دمای انحلال، کاهش یافت.
    کلیدواژگان: پوست گیری، خالص سازی، صمغ لوبیای خرنوب
  • سارا موحد، سارا رنجبر، حسین احمدی چناربن صفحات 173-178
    شیوع بیماری سلیاک در برخی مناطق جهان، سبب گسترش تولید کیک های فاقد گلوتن شده است. امروزه، عمده ترین غله ای که برای بیماران مبتلا به سلیاک معرفی می شود، برنج است. در این پژوهش، تاثیر افزودن صمغ های زانتان و کربوکسی متیل سلولز بر خواص شیمیایی، حسی، و بیاتی در کیک های تهیه شده از برنج بررسی شده است. صمغ های نامبرده در دو غلظت متفاوت 25/0 و 75/0 درصد وزنی (بر پایه آرد برنج) استفاده و تاثیر سطوح متفاوت آن ها بر ویژگی های گوناگون کیک برنجی بررسی شد. نتایج حاصل از آزمون های شیمیایی، افزایش میزان رطوبت، خاکستر، و پروتئین در نمونه های حاوی صمغ زانتان و کربوکسی متیل سلولز را در مقایسه با نمونه های شاهد (فاقد صمغ) نشان داد. همچنین افزودن هردو سطح از صمغ های مذکور سبب بهبود اکثر ویژگی های حسی و تاخیر در میزان بیاتی نمونه ها گردید.
    کلیدواژگان: زانتان، سلیاک، کربوکسی متیل سلولز، کیک
  • لیلا لطفی، احمد کلباسی اشتری، منوچهر حامدی، فرشته قربانی صفحات 179-191
    در تحقیق حاضر، پس از تهیه محلول های جداگانه گلبرگ زعفران با متابی سولفیت سدیم (از 100 تا ppm2000)، آنزیم (از 1 تا 10 درصد) و اتانول، مقدار و کیفیت آنتوسیانین در 20، 40، 60، 120، و 180 دقیقه سنجش گردید. هنگامی که مقادیر متابی سولفیت سدیم و آنزیم به ترتیب به ppm700 و 1 درصد رسید، میزان آنتوسیانین استخراجی پس ازh 1 به بیشینه خود و به ترتیب به mg/100g710 و 670 رسید. در حالی که تجزیه پذیری آنتوسیانین در محلول های متابی سولفیت، آنزیمی، و الکلی پس ازh3 به ترتیب به 5/0، 5، و 20 درصد رسید، میزان سیانیدین در آنتوسیانین روش های متابی سولفیت و یا آنزیمی بیشتر از روش اتانول بود و تغییرات آنتوسیانین های منومری و پلی مری به ترتیب به 1، 8، و 15 درصد رسید. به همین دلیل آنتوسیانین حاصل از روش های متابی سولفیت و یا آنزیمی پایداری و خلوص رنگ (کروما) بیشتری در مقایسه با همین رنگدانه در روش الکلی داشت.
    کلیدواژگان: آنتوسیانین، آنزیم پکتینکس، پارامترهای رنگی، گلبرگ زعفران، متابی سولفیت سدیم
|
  • Saman Abdanan, Saeed Minaei, Ezadin Mohajerani, Mohammad Amir Karimi Torshizi Pages 101-112
    Therefore، the objective of this study is to test the feasibility of UV-IR transmission spectroscopy for the non-destructive assessment of the freshness of an individual egg as an alternative for traditional inspection methods. To obtain a considerable variation in freshness، groups consisting of 10 eggs were stored (30 7 oC and 25% 4 RH) for 30 days. Data obtained from non-destructive spectral measurements were compared with three destructive freshness parameters including Haugh units (HU)، albumen and yolk pH as well as yolk coefficient (YC(. Partial least squares regression (PLSR) and principal component regression (PCR) models are built in order to predict HU، pH and YC based on the transmission spectra. The correlation coefficients between the predicted value and the measured value are 0. 88، 0. 86 and 0. 78 for HU، YC and pH of the albumen، respectively، in the PLSR method and 0. 64، 0. 62 and 0. 41 for HU، YC and pH of the albumen، respectively، in the PCR method. These results show that the light transmission spectrum of an egg provides better quantitative information about egg freshness based on PLSR method. Effective information concerning egg freshness is restricted to the wavelength interval between 510 and 820 nm.
    Keywords: non, destructive technique, Egg quality, freshness indices, effective wavelength domain
  • Maryam Zamanian, Ali Zomorodian Pages 113-118
    In this research a flat plate solar air collector was investigated under direct solar radiation consisted of a slatted glass cover، perforated absorber aluminum sheets (porosity 0. 0177، 0. 0314 and absorber thickness of 2. 5 mm). The effect of porosity on absorber efficiency of collector was evaluated. Six levels of air mass flow rates (0. 0056 to 0. 0385 kg m-2 s-1) were adopted. Average solar energy was reported to be 1040 Wm-2. The experimental results show that thermal efficiency of collector increases by an increase in the porosity of the absorber. This improvement may be due to an increase in heat transfer surface area within the porous medium at higher air mass flux which yields a higher heat transfer coefficient. The absorber with lower porosity shows a better thermal efficiency at lower air mass flux because the air flows in the shorter path through the outlet air channel and may not able to cool the absorber effectively. In the minimum air flow rate، absorber efficiency with porosity 0. 0177 & 0. 0314 are 0. 31 & 0. 29 respectively whereas، at the maximum flow، efficiency shows an enormous change of 0. 83 and 0. 88 respectively. This solar air heater can be used for drying agricultural products، and etc.
    Keywords: Thermal efficiency of solar collector, porous metal absorber, slatted cover
  • Seyed Mehdi Nassiri, Nejat Sadeghi Pages 119-124
    Dehaulling is one of the important stages in sesame grain processing. It includes soaking، dehusking the grain، and separating the husks from kernels. In the present study، a continuous dehuller for an industrial continuous process layout of grain was designed، fabricated and evaluated. The slope and speed of dehuller were the main factors for laboratory experiments. Results depicted both factors have significant effect on dehulling efficiency (p=0. 01). Maximum efficiency was measured about 84 percent at zero slope and minimum speed of dehuller in a single pass trial. A strong linear relationship between dehulling duration time and efficiency with correlation coefficient of 0. 80 was observed. This machine has capability of extra efficiency with increasing in dehulling duration through other adjustments.
    Keywords: Milling, Sesame, Sesame dehulling, Sesame processing
  • Mohammad Shahabi Ghoyonloe, Shahin Rafiee, Seyed Saeid Mohtasebi, Soleiman Hosseinpour Pages 125-133
    Using image processing and artificial intelligence systems in agriculture and food industry is increasing daily. The purpose of this research is to study the feasibility of using image processing technique in predicting process of moisture content changes on green tea sheets during the drying using predictive artificial intelligence systems such as: artificial neural networks and adaptive neuro-fuzzy inference system. The drying experiments were conducted at five temperatures of 50، 60، 70، 80 and 90 °C and three air flow rates of 0. 5، 1 and 1. 5 m/s using thin layer method. The results gained out of extracting colorful images took from upper view of samples were applied as input data of artificial intelligence systems for determining moisture content. Finally، the best results predicted by the artificial neural network with two hidden layers contained (12 neurons in the first layer and 15 neurons on the second layer) with correlation coefficient of 0. 948 and root mean square error of 0. 092، respectively.
    Keywords: Image processing, artificial intelligence, drying, green tea
  • Mohsen Ghadiryanfar, Alireza Keyhani, Mahmood Omid Pages 135-142
  • Farzad Goodarzi, Hamed Fatemian Pages 155-164
  • Sanaz Khaligi, Soleiman Abbasi, Mohammad Hossein Azizi Pages 165-172
    In this study، the morphological and chemical properties of carob pods and carob beans as well as the effect of different extraction، and purification methods on the physical and chemical properties of the purified gums have been investigated. In order to dehusk carob beans، boiling water as well as acidic methods were used. The endosperm powder was prepared and the effect of endosperm powder concentration (1– 3%)، pH (4، 7، and 10) and heat treatment (50– 90°C) on the extraction of the crude gum were evaluated based on an RSM design. The resulting dispersion was centrifuged and the supernatant recovered. Purification of the gum was followed by adding alcohols and acetone into the supernatant. Results of dehulling treatment showed that the endosperms which treated by sulfuric acid (twice) were more transparent than others. Moreover، the solubility of the gum was increased by rising the temperature.
    Keywords: Carob bean gum, Dehulling, Purification
  • Sara Movahhed, Sara Ranjbar, Hossein Ahmadi Chenarbon Pages 173-178
    Regarding outbreak of coeliac in some parts of the world، production of free-gluten cakes is increasing worldwide. Rices is often advised for people suffering from coeliac. In this research، the effect of adding xanthan and carboxy methyl celloulose gums on qualitative، sensory and staling properties of rice cakes was studied. The said gums were added at two concentrations of 0. 25% and 0. 75% and the effects of different concentrations were evaluated on different properties of rice cakes. Results obtained from chemical tests showed that moisture، ash and protein content of samples containing xanthan and carboxy methyl celloulose gums was increased compared with control sample. Also adding of the said gums at two concentrations mention resulted in an improvement of sensory and staling properties compared with control samples.
    Keywords: Coeliac, Xanthan, Carboxy Methyl Celloulose, Cake
  • Leila Lotfi, Ahmad Kalbasi-Ashtari, Manoochehr Hamedi, Freshteh Ghorbani Pages 179-191