Skip to main content
SUPERVISOR
محسن پیرمرادیان (استاد مشاور) عباس همت (استاد راهنما) حمید هاشم الحسینی (استاد مشاور)
 
STUDENT
Bentolhoda Ghasemibaghbadrani
بنت الهدی قاسمی باغبادرانی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده کشاورزی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1389

TITLE

Effect of Variety and Harvesting Time on Some Mechanical Properties of Apple and its Bruise Susceptibility Under Quasi-Static Loading
Apple, having the second ranking of country production after citrus, is one of the major orchard products of Iran. Iran, being forth apple producing country, has a large portion in exporting this product. Therefore, it is necessary for Iran to preserve and improve its place among apple producing countries by increasing quantity and quality of the fruit. Minimizing mechanical damage during harvest and postharvest operations is one of the main factors increasing apple fruit quality. There are little studies on apple handling in Iran, thus harvesting, traortation and packaging of apple is performed mostly by hand labor. More research can, therefore, encourage the producers to adopt mechanization of these stages and subsequently more commercial production and more revenue. In this study, some physical and rheological properties of three apple varieties (Kahanz Golab, Jonagold and Fuji) at three harvest dates were determined using confined and unconfined compression tests. The firmness of apple flesh and skin was also measured using a penetrating prob. Using a specialized direct shear box, shear strength of the flesh was also measured. Spherical indenter and parallel plate tests were performed in order to study apple susceptibility to bruising at four loading levels (1, 2, 3 and 4 mm) and the bruise volume was then measured after 24 hours. Threshold of degree of elasticity and of absorbed energy for avoiding mechanical damage to apple was determined. The bruise susceptibility of the three apple varieties was compared using bruise and bruise harmonic indices, bruise susceptibility and bruise resistance criteria. Finally, Kahanz Golab apple of the first harvest under quasi-static loading was simulated assuming elastic and visco-elastic behaviors using obtained parameters. Stress, strain and absorbed energy at failure (mechanical properties measured using compression test on cylindrical samples), the maximum penetrating force (penetration test on intact fruit) and the shear strength of the fruit flesh (measured using direct shear box) were mostly affected by apple variety and harvest date. The results indicated that the minimum and maximum values of the measured parameters were obtained for Kahanz Golab and Fuji apples, respectively. Comparing bruise volume of three apple varieties in three harvest dates, it was concluded that the bruise susceptibility increased along with the fruit maturity. Fuji apple demonstrated the highest resistance to mechanical damages compared to the others. Failure criterion for apple flesh in tested apples was maximum shear stress. Modeling of apple as a visco-elastic sphere in Abaqus software assuming constant bulk modulus could properly simulate apple behavior under quasi-static loading. Keywords: Kahanz Golab apple, Jonagold, Fuji, physical property, rheological property, firmness, shear strength, finite element
سیب یکی از مهم‌ترین محصولات باغی ایران محسوب می‌شود که پس از مرکبات مقام دوم را از نظر میزان تولید در سطح کشور دارد. ایران با دارا بودن مقام چهارم تولید جهانی سیب، سهم عمده ای را در صادرات این محصول داشته و لازم است با افزایش کمیت و کیفیت میوه سیب، جایگاه خود را بین کشورهای تولید کننده این محصول حفظ نموده و ارتقا دهد. از مهم ترین عوامل موثر بر افزایش کمی و کیفی میوه سیب، مراقبت در حین و پس از برداشت به منظور کاهش صدمات آن می باشد. همچنین می‌توان گفت که تحقیقات انجام شده در ایران بسیار ناچیز و انگشت شمار است، به همین علت برداشت، انتقال و بسته بندی سیب در کشورمان همچنان به صورت دستی انجام می‌گیرد. بنابراین تحقیق و پژوهش بیشتر در این زمینه می‌تواند باغداران را به یک آینده‌ی درخشان تری در خصوص مکانیزه کردن این مراحل و به طبع تولید سیب تجاری بیشتر و افزایش کسب درآمد برساند. در این پژوهش ابتدا برخی خواص فیزیکی و خواص رئولوژی به صورت آزمایش های فشاری محصور و غیر محصور سه رقم سیب (گلاب کهنز، جناگلد و فوجی) در سه تاریخ برداشت، تعیین گردید. سپس با استفاده از آزمایش نفوذ سفتی بافت و پوست سیب ها بدست آمد و همچنین مقاومت برشی با استفاده از دستگاه برش مستقیم ساخته شده، تعیین گردید. آزمایش ‌های صفحه موازی و کروی به منظور بررسی حساسیت به کوفتگی سیب ها در چهار سطح بارگذاری (1، 2، 3 و 4 میلی متر) انجام شد و حجم کوفتگی سیب ها پس از 24 ساعت محاسبه گردید. آستانه درصد الاستیسیته و درصد انرژی جذب شده برای جلوگیری از صدمات مکانیکی تعیین شد. معیارهای شاخص کوفتگی، شاخص هارمونیک کوفتگی، حساسیت به کوفتگی و مقاومت به کوفتگی، برای مقایسه حساسیت به کوفتگی سه رقم سیب مورد بررسی واقع شد. در آخر با استفاده از پارامترهای تعیین شده، سیب گلاب کهنز در برداشت اول به صورت الاستیک و ویسکوالاستیک تحت بارگذاری شبه استاتیک مدل‌سازی گردید. از بین تمامی پارامترهای اندازه گیری شده، بیشترین تاثیر رقم و تاریخ برداشت بر تنش، کرنش و انرژی شکست(خواص مکانیکی اندازه گیری شده توسط آزمون فشاری روی نمونه استوانه ای)، مقدار نیروی اندازه گیری شده طی نفوذ در گوشت میوه (آزمایش فشاری نفوذ روی نمونه دست نخورده) و مقاومت برشی (اندازه گیری شده توسط دستگاه برش مستقیم) مشاهده شد. نتایج بررسی نشان داد که سیب گلاب کهنز و فوجی از لحاظ تمامی پارامترهای محاسبه شده به ترتیب کمترین و بیشترین مقدار را به خود اختصاص داده بودند. با مقایسه حجم کوفتگی سه رقم سیب در سه تاریخ برداشت نتیجه گیری شد که با رسیدگی میوه حساسیت آن به کوفتگی افزایش یافته است و همچنین سیب فوجی بالاترین مقاومت به صدمات مکانیکی را نسبت به دو رقم دیگر، نشان داد. معیار شکست در سیب های تحت آزمایش تنش برشی تعیین شد. مدل‌سازی سیب توسط نرم افزار آباکوس به صورت کره ویسکوالاستیک با فرض ثابت گرفتن مقدار مدول حجمی توانست به خوبی رفتار سیب تحت بارگذاری شبه استاتیک را نشان دهد. واژگان کلیدی: سیب گلاب کهنز، جناگلد، فوجی، خواص فیزیکی، خواص رئولوژی، سفتی، مقاومت برشی، اجزا محدود

ارتقاء امنیت وب با وف بومی