توسعه سامانه اندازه گیری میزان تنفس در محصولات کشاورزی (مطالعه موردی: کاهو)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی مکانیک بیوسیستم، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

2 گروه مهندسی مکانیک بیوسیستم، دانشکده مهندسی زراعی و عمران روستایی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی خوزستان، اهواز، ایران

چکیده

چکیده
در سال­های اخیر بسته ­بندی محصولات کشاورزی با چالش­ های اساسی مواجه بوده است. یکی از این چالش­ها اندازه­ گیری میزان اکسیژن و دی­اکسیدکربن در هنگام تنفس محصولات برداشت شده در انبار است. از آنجایی که سنسورها و دستگاه­های اندازه­ گیری اکسیژن و دی­اکسید کربن گران قیمت هستند، محققان بدنبال یافتن روش­های جایگزین برای اندازه­ گیری آن­ها هستند. هدف مقاله حاضر یافتن مدلی ریاضی برای محاسبه میزان اکسیژن و دی اکسید­کربن محصولات کشاورزی هنگام تنفس با استفاده از اندازه­ گیری دما، رطوبت نسبی و فشار تفاضلی و مطلق در طی نگهداری کاهو است. پژوهش حاضر در سه سطح دمایی (5، 15 و 25 درجه سلسیوس) و سه سطح مدت زمان نگهداری (24، 48 و 72 ساعت) انجام پذیرفت. بر اساس نتایج مدل ریاضی دقت پیش ­بینی میزان اکسیژن برای دماهای 5، 15 و 25 درجه سلسیوس به ترتیب برابر با  ­96­%، 98­% و 97­% و برای دی­اکسید کربن در این دماها به ترتیب برابر با 95­%، 99­% و 98­% بود. همچنین در تحلیل و آنالیز آماری تغییرات پارامترهای دی­اکسیدکربن، رطوبت نسبی، فشار تجمعی و تفاضلی، با توجه به تغییرات دما و مدت زمان انبارمانی کاهو در سطح 1­% معنی­ دار بود.
 

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Development of Respiration Rate Measurement System for Agricultural Products (Case study: Lettuce)

نویسندگان [English]

  • Zahra Ahmadi 1
  • Mohammad Hadi Khoshtaghaz 1
  • Saman Abadanan Mehdizadeh 2
1 Biosystems Engineering Department, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran
2 Mechanics of Biosystems Engineering Department, Agricultural Sciences and Natural Resources University of Khuzestan, Ahvaz, Iran
چکیده [English]

Abstract
In the recent years, agricultural products packaging was faced with some challenges. One of these challenges is measuring the oxygen and carbon dioxide amount during the respiration of stored products. Due to the high cost of the sensors and measuring devices of oxygen and carbon dioxide, the researchers have been looking for alternative methods for those measuring. The major aims of this study is to find a mathematical measurement method based on temperature, humidity ratio, and absolute and differential pressure during the respiration of lettuce storage. The present study was conducted at three temperature levels (5, 15, and 25 °C) and three storage time levels (24, 48 and 72 h). Based on the results of the mathematical model, the accuracy of prediction at the storage temperature of 5, 15, and 25°C for oxygen measurement were 96%, 98% and 97% and for carbon dioxide measurement were 95%, 99% and 98%, respectively. The statistical analysis of the variation parameters of carbon dioxide, humidity ratio and absolute and differential pressure with the variation of temperature and storage time of lettuce was significant at 1% levels.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Key words: Storage
  • Oxygen
  • Carbon dioxide
  • Temperature
  • Humidity ratio
  • Absolute and differential pressure

مراجع

Alves, J. A., Braga, R. A. and Vilas Boas, E. V. de B. (2013). Identification of respiration rate and water activity change in fresh-cut carrots using biospeckle laser and frequency approach. Postharvest Biology and Technology, 86, 381–386.
Banda, K., Caleb, O. J., Jacobs, K. and Opara, U. L. (2015). Effect of active-modified atmosphere packaging on the respiration rate and quality of pomegranate arils (cv. Wonderful). Postharvest Biology and Technology, 109, 97–105.
Bhande, S. D., Ravindra, M. R., and Goswami, T. K. (2008). Respiration rate of banana fruit under aerobic conditions at different storage temperatures. Journal of Food Engineering, 87(1), 116–123.
Caleb, O. J., Mahajan, P. V., Al-Said, F. A. J., and Opara, U. L. (2013). Modified Atmosphere Packaging Technology of Fresh and Fresh-cut Produce and the Microbial Consequences-A Review. Food and Bioprocess Technology, 6(2), 303–329.
Chorasia, M. K., Maji, P., Baskey, A. and Goswami, T. k. (2005). Estimation of moisture loss from the cooling data of potatoes. Journal of Food Process Engineering 28, 397–416.
Fonseca, S. C., Oliveira, F. A. R. and Brecht, J. K. (2002). Modelling respiration rate of fresh fruits and vegetables for modified atmosphere packages: A review. Journal of Food Engineering, 52(2), 99–119.
Helena Gomes, M., Beaudry, R. M., Almeida, D. P. F. and Xavier Malcata, F. (2010). Modelling respiration of packaged fresh-cut “Rocha” pear as affected by oxygen concentration and temperature. Journal of Food Engineering, 96(1), 74–79.
Iqbal, T., Rodrigues, F. A. S., Mahajan, P. V. and Kerry, J. P. (2009). Mathematical modeling of the influence of temperature and gas composition on the respiration rate of shredded carrots. Journal of Food Engineering, 91(2), 325–332.
Kamide, K. and Dobashi, T. (2000). Fundamentals of Thermodynamics. Physical Chemistry of Polymer Solutions.
Mangaraj, S. and Goswami, T. K. (2011). Measurement and modeling of respiration rate of Guava (cv. Baruipur) for modified atmosphere packaging. International Journal of Food Properties, 14(3), 609–628.
Marcos Valle, F. J., Gastón, A., Abalone, R. M., de la Torre, D. A., Castellari, C. C. and Bartosik, R. E. (2021). Study and modelling the respiration of corn seeds (Zea mays L.) during hermetic storage. Biosystems Engineering, 208, 45–57.
Martínez-Sánchez, A., Allende, A., Cortes-Galera, Y. and Gil, M. I. (2008). Respiration rate response of four baby leaf Brassica species to cutting at harvest and fresh-cut washing. Postharvest Biology and Technology, 47(3), 382–388.
NadafZadeh, M., Abdanan Mahdizadeh, S. and Salehi Salmi, M. (2018). Predicting and controlling the moisture content of grass by an intelligent system using image processing and backup vector regression algorithm. Journal of the Iranian Association of Vision and Image Processing Machine, 5(2), 85-102. (In Persian)
Ochandio, D., Bartosik, R., Gastón, A., Abalone, R., Arias Barreto, A. and Yommi, A. (2017). Modelling respiration rate of soybean seeds (Glycine max (L.)) in hermetic storage. Journal of Stored Products Research, 74, 36–45.
Singla, M., Kaur, P., Kumar, A. and Kaur Goraya, R. (2021). Modelling the impact of relative humidity and storage temperature on transpiration rate of black carrot. Journal of Food Processing and Preservation, 45(7), 1–7.
Tano, K., Kamenan, A. and Arul, J. (2009). Respiration and transpiration characteristics of selected fresh fruits and vegetables. Agronomie Africaine, 17(2).
Torrieri, E., Perone, N., Cavella, S. and Masi, P. (2010). Modelling the respiration rate of minimally processed broccoli (Brassica rapa var. sylvestris) for modified atmosphere package design. International Journal of Food Science and Technology, 45(10), 2186–2193.
Ubhi, G. S. and Sadaka, S. (2015). Temporal valuation of corn respiration rates using pressure sensors. Journal of Stored Products Research, 61, 39–47.
Weinberg, Z. G., Yan, Y., Chen, Y., Finkelman, S., Ashbell, G. and Navarro, S. (2008). The effect of moisture level on high-moisture maize (Zea mays L.) under hermetic storage conditions-in vitro studies. Journal of Stored Products
 
مکانیزاسیون کشاورزی
دوره 6، شماره 4
بهمن 1400
صفحه 57-67

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 17 اسفند 1400
  • تاریخ پذیرش: 17 اسفند 1400

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار