با همکاری انجمن مهندسان مکانیک ایران
موضوعات = مهندسی زیستی و سامانه‌های زیستی
مهندسی زیستی و سامانه‌های زیستی

مروری بر خواص فیزیکومکانیکی فیلم‌های خوراکی بر پایه پلی‌ساکارید شامل امولسیون‌های پیکرینگ حاوی اسانس

دوره 16، شماره 3، پاییز 1405، صفحه 599-624

https://doi.org/10.22067/jam.2025.92162.1343

حسین میرزائی مقدم، آرین نهالکار، احمد رجایی

چکیده فیلم‌های خوراکی زیست‌تخریب‌پذیر حاوی امولسیون پیکرینگ به‌عنوان جایگزینی پایدار و نویدبخش برای مواد بسته‌بندی غذایی مرسوم مطرح شده‌اند. این فیلم‌ها دارای خواص مکانیکی بهبودیافته‌ای از جمله استحکام کششی، انعطاف‌پذیری و قابلیت ممانعت بخار آب هستند که برای حفظ یکپارچگی مواد غذایی در طول نگهداری و حمل‌ونقل اهمیت دارند. یکی از پیشرفت‌های کلیدی در این حوزه، استفاده از اسانس‌ها در ماتریس امولسیون است که با وجود ماهیت آب‌گریز خود، خواص عملکردی و مکانیکی فیلم‌های بر پایه پلی‌ساکارید را به‌طور قابل‌توجهی ارتقا می‌دهند. این مقاله به بررسی خواص فیزیکومکانیکی فیلم‌های خوراکی زیست‌تخریب‌پذیر بر پایه پلی‌ساکارید که شامل امولسیون‌های پیکرینگ حاوی اسانس هستند می‌پردازد، با تمرکز ویژه بر انعطاف‌پذیری، استحکام کششی، نفوذپذیری بخار آب و ظرفیت نگهداری رطوبت. همچنین نقش این فیلم‌ها در افزایش ماندگاری مواد غذایی مورد بررسی قرار گرفته و نحوه تعامل میان اسانس‌ها و پلی‌ساکاریدها در تأثیرگذاری بر ساختار و ویژگی‌های ممانعتی فیلم‌ها تحلیل می‌شود. یافته‌ها نشان می‌دهند که امولسیون‌های پیکرینگ حاوی اسانس‌ها به‌طور قابل‌توجهی عملکرد مکانیکی و ممانعتی نسبت به رطوبت را در فیلم‌های خوراکی زیست‌تخریب‌پذیر ارتقا می‌دهند. ذرات پایدارکننده جامد موجب افزایش استحکام کششی می‌شوند، در حالی‌که اسانس‌ها، انعطاف‌پذیری را بهبود می‌بخشند. علاوه بر این، امولسیون‌ها جذب آب و حلالیت را کاهش داده و در نتیجه پایداری فیلم در شرایط مرطوب را افزایش می‌دهند. در نهایت، این مرور، به بررسی چالش‌های موجود و شناسایی فرصت‌های پژوهشی کلیدی در توسعه سیستم‌های امولسیون پیکرینگ حاوی اسانس، برای فیلم‌های مذکور پرداخته و همچنین ظرفیت بالقوه آن‌ها برای کاربردهای صنعتی در مقیاس وسیع را تبیین می‌کند.

مهندسی زیستی و سامانه‌های زیستی

بررسی خواص ساختاری و فیزیکومکانیکی فیلم‌های خوراکی دولایه و کامپوزیتی حاوی امولسیون روغن گردو تثبیت‌شده با صمغ دانه چیا بر پایه سدیم کربوکسی متیل سلولز

دوره 16، شماره 1، بهار 1405، صفحه 137-152

https://doi.org/10.22067/jam.2025.90690.1312

آرین نهالکار، احمد رجایی، حسین میرزائی مقدم

چکیده این مطالعه اثرات ترکیب روغن گردو بر خواص فیزیکی و مکانیکی و ساختاری فیلم‌های خوراکی مبتنی بر سدیم کربوکسی متیل سلولز را با تمرکز بر دو روش افزودن روغن بررسی کرد: پیکربندی‌های دولایه و ترکیبی. بدین منظور ابتدا امولسیون جمع‌کننده روغن گردو (10 درصد روغن) با استفاده از صمغ دانه چیا تثبیت شد و سپس در فرمولاسیون فیلم‌های دولایه و کامپوزیت گنجانده شد SEM نشان داد که فیلم دولایه ساختار منسجم و همگن‌تری را در مقایسه با فیلم کامپوزیت نشان می‌دهد. تجزیه و تحلیل XRD یک ساختار آمورف نیمه‌کریستالی را در تمام فیلم‌ها نشان داد، با فیلم دولایه که قله‌های کمی تیزتر از فیلم کامپوزیت را نشان می‌دهد. آزمایش‌های محتوای رطوبت و حلالیت تأثیر آب‌گریز روغن گردو را برجسته می‌کنند، با فیلم‌های دولایه که به دلیل لایه‌های روغن موضعی سطحی، کمترین میزان رطوبت و حلالیت را نشان می‌دهند. تجزیه و تحلیل حرارتی با استفاده از DSC و TGA بهبود پایداری حرارتی و کاهش وزن را در فیلم دولایه نشان داد. آزمایش‌های مکانیکی نشان داد که فیلم دولایه دارای بیشترین کشیدگی در هنگام شکست (34.3%) و کمترین استحکام کششی (3.4 مگاپاسکال) است. تجزیه و تحلیل رنگ تغییرات قابل‌توجهی را در شاخص‌های رنگی نشان داد، با فیلم‌های کامپوزیتی که اشباع بالاتر و تفاوت رنگ کل را نشان دادند. این یافته‌ها بر پتانسیل امولسیون روغن گردو تثبیت‌شده با صمغ دانه چیا، به‌ویژه در پیکربندی‌های دولایه، برای افزایش خواص عملکردی فیلم‌های مبتنی بر سدیم کربوکسی متیل‌سلولز تاکید می‌کند.

مهندسی زیستی و سامانه‌های زیستی

ارزیابی خواص مکانیکی فیلم‌های پلی‌لاکتیک اسیدی، اندازه‌گیری‌شده در ماه اول و دهم

دوره 16، شماره 1، بهار 1405، صفحه 153-166

https://doi.org/10.22067/jam.2025.90838.1316

ندا تجری، حسن صدرنیا، فرشته حسینی

چکیده پلی‌لاکتیک اسید یک پلیمر گرمانرم، زیست‌تخریب‌پذیر و زیست‌فعال است که از منابع تجدیدپذیر مانند چغندر و سیب‌زمینی به‌دست می‌آید. پلی‌لاکتیک اسید پلیمری با ماهیت نسبتاً شکننده است که این ویژگی می‌تواند کاربردهای آن را در صنعت بسته‌بندی محدود سازد. خواص مکانیکی این پلیمر می‌تواند با افزودن نانوذرات و نرم‌کننده‌ها بهبود یابد. در این تحقیق، نانوذرات اکسید روی به میزان یک درصد وزنی پلیمر، پلی‌اتیلن گلیکول 400 بیست درصد وزنی پلیمر و پلی‌سوربات 80، 0.25 درصد وزنی محلول برای بهبود خواص مکانیکی فیلم‌های پلی‌لاکتیک اسید استفاده شدند. اثر این مواد بر فیلم‌ها در دو بازه زمانی مختلف، ماه اول و ماه دهم، با هدف بررسی پیری فیزیکی به‌عنوان مقدمه‌ برای تخریب پلیمر، مورد ارزیابی قرار گرفت. تحلیل‌های آماری بر روی خواص مکانیکی اندازه‌گیری‌شده در این دوره‌ها انجام شد تا تفاوت‌های معنادار میان فیلم‌های تولیدشده شناسایی گردد. نتایج نشان داد که بالاترین استحکام کششی (1.90±82.99 مگاپاسکال، فیلم پلی‌لاکتیک اسید خالص)، ازدیاد طول در نقطه شکست (27.22±76.82 درصد، فیلم پلی‌لاکتیک اسید/پلی‌اتیلن گلیکول/نانوذرات اکسید روی)، چقرمگی (7.89±20.13 ژول بر سانتی‌مترمکعب، فیلم پلی‌لاکتیک اسید/پلی‌اتیلن گلیکول/نانوذرات اکسید روی)، مدول یانگ (0.10±2.74 گیگاپاسکال، فیلم پلی‌لاکتیک اسید خالص) در ماه اول مشاهده شد. نتایج تحلیل واریانس در مورد تأثیر زمان بر هر فیلم نشان داد که در اکثر موارد، خواص مکانیکی پس از ده ماه تغییر معناداری نداشتند. منحنی‌های تنش-کرنش، نشان داد که فیلم پلی‌لاکتیک اسید خالص یک ماده مقاوم است. فیلم دارای نانوذرات و پلی‌سوربات در ماه دهم رفتار شکننده‌ای از خود نشان داد. سایر نمونه‌ها در هر دو ماه اول و دهم رفتاری بین مواد مقاوم و انعطاف‌پذیر نشان دادند.

مهندسی زیستی و سامانه‌های زیستی

مدل‌سازی و بهینه‌سازی تاثیر میدان مغناطیسی روی بذر جعفری (Petroselinum crispum) به روش پاسخ سطح

دوره 15، شماره 3، پاییز 1404، صفحه 305-318

https://doi.org/10.22067/jam.2024.88417.1256

محمد رفیعی، فرهاد خوشنام، مسلم نامجو

چکیده در این تحقیق، مدل‌سازی و بهینه‌سازی رشد گیاهچه‌های مختلف بذر جعفری و شاخص‌های جوانه‌زنی آن مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور میدان مغناطیسی چهار قطبی آزمایشگاهی ساخته و آزمایش‌ها به‌صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار انجام شد. فاکتورهای شدت میدان مغناطیسی (150، 300 و 450 میلی‏ تسلا)، مدت زمان اعمال میدان بر روی بذرها (30، 60 و 90 دقیقه)، و زمان کاشت (0، 7 و 14 روز پس از اعمال میدان مغناطیسی) در نظر گرفته شد. نتایج نشان داد که میدان مغناطیسی بر طول ساقه‏‌چه، وزن تر ریشه‏‌چه و وزن تر ساقه‌چه، و مدت زمان اعمال میدان بر طول ریشه‏‌چه تاثیر معنی‏‌داری دارد. زمان کاشت و فاکتورهای دیگر تاثیر معنی‌داری بر طول ریشه‌چه و وزن تر ریشه‌چه داشت. زمان کاشت بلافاصله پس از اعمال میدان مغناطیسی طول ریشه را افزایش، ولی زمان کاشت پس از 14روز همراه با مدت زمان اعمال میدان باعث افزایش طول ساقه‌چه، وزن تر ریشه‏‌چه و وزن تر ساقه‏‌چه شد. مدت زمان اعمال میدان 30 دقیقه و شدت میدان مغناطیسی بین 150 و 300 میلی‏‌تسلا تاثیر معنی‌داری بر پارامترهای گیاهچه نداشت. با این حال شدت میدان‌های بالاتر از 450 میلی‌تسلا و مدت زمان 60 و 90 دقیقه موثرتر بوده و منجر به افزایش طول ساقه‏‌چه، وزن تر ریشه‏‌چه، وزن تر ساقه‌چه، سرعت جوانه‌زنی، درصد جوانه‌زنی و میانگین زمان جوانه‌زنی شد. تحلیل و بهینه‏‌سازی به کمک روش سطح پاسخ نشان داد که شرایط مغناطیسی بهینه، با مقبولیت 0.682، در میدان مغناطیسی 450 میلی‌ثانیه، مدت زمان اعمال 60 دقیقه و پس از 14 روز کاشت به‌دست آمد. به نظر می‏‌رسد که میدان‌های مغناطیسی بالاتر ماندگاری میدان مغناطیسی را افزایش داده و تاثیر معنی‌‏داری بر شاخص‌های رشد گیاهچه دارد.

مهندسی زیستی و سامانه‌های زیستی

ساخت و ارزیابی عملکرد یک جریان‌سنج مبتنی بر پالس حرارتی برای اندازه‌گیری دبی شیره گیاهی در بافت‌های آوندی

دوره 15، شماره 2، تابستان 1404، صفحه 165-177

https://doi.org/10.22067/jam.2023.81221.1150

مجید تیمورزاده، جلال برادران مطیع، عباس روحانی، یحیی سلاح ورزی

چکیده آبیاری دقیق درختان مستلزم در دسترس بودن اطلاعاتی از میزان و نحوه مصرف آب توسط آن‌ها است. عدم توجه به نیاز آبی درختان می‌تواند منجر به هدررفت آب و یا بروز تنش آبی در آن‌ها شود که می‌توان با به‌دست آوردن سرعت جریان شیره در بافت آوندی درخت مقدار آب مصرفی گیاه را تخمین زد. در این پژوهش، دستگاه جریان‌سنج شیره‌ای مبتنی بر روش نسبت گرمایی قابل‌‌نصب بر روی تنه درختان ساخته شد و مورد ارزیابی قرار گرفت. دستگاه از بخش‌های کاوشگر اندازه‌گیری، واحد پردازنده داده و ثبت‌کننده داده تشکیل‌شده است. به‌منظور ارزیابی، کاوشگر بر روی تنه یک نمونه درخت فیکوس بنجامین در محیط کنترل‌شده دما و رطوبت، در دو ارتفاع متفاوت نصب شد. نتایج جریان شیره اندازه‌گیری‌شده توسط دستگاه با داده‌های به‌دست‌آمده از روش لایسیمتری مقایسه گردید. همچنین، اثرات روز و شب، مرطوب کردن سطح برگ و آبیاری در تغییرات جریان شیره بررسی شد. نتایج نشان داد دستگاه جریان‌سنج شیره‌ای میزان مصرف آب درخت را نسبت به مقدار به‌دست‌آمده از روش لایسیمتری با 30 درصد بیش برآوردی اندازه‌گیری می‌کند که این درصد اختلاف با کالیبره کردن دستگاه و اصلاح ضرایب اختصاصی درخت، قابل‌رفع می‌باشد. نمودار جریان شیره‌ای و تعرق از یک ‌روند مشابه پیروی می‌کنند به‌طوری‌ که در طول روز مقدار جریان شیره و تعرق افزایش‌یافته و در اواسط ظهر به اوج مقدار خود برای جریان شیره ml h-117.98 و برای تعرق ml h-116 رسید و سپس در بعد از ظهر با خنک شدن هوا کاهش سریعی نشان داد.

مهندسی زیستی و سامانه‌های زیستی

اثر ترکیبی پلاسمای سرد فشار اتمسفری و پراکسید هیدروژن به‌عنوان یک رویکرد کارآمد برای کنترل کپک سبز پس از برداشت مرکبات

دوره 14، شماره 4، زمستان 1403، صفحه 355-366

https://doi.org/10.22067/jam.2023.82325.1165

عصمت برزنونی، حسن صدرنیا، فرشاد صحبت زاده، صادق خداویسی

چکیده کپک سبز و آبی عوامل محدودکننده دوره انبارداری بسیاری از میوه‌ها و سبزی‌ها از جمله مرکبات می‌باشد. در این تحقیق اثر پلاسمای سرد فشار اتمسفری تولیدشده توسط تخلیه اسپارک گذرا جریان مستقیم در یک راکتور بسته بر روی سوسپانسیون قارچ پنی‌سیلیوم دیجیتاتوم بررسی شد. سوسپانسیون با غلظت‌های اولیه متفاوت شامل: صفر، پنج صدم، یک دهم و پنج دهم درصد پراکسیدهیدروژن در زمان‌های مختلف معرض پلاسما 2.5، 5، 10 و 15 دقیقه تحت پلاسمادهی قرار داده شدند. نتایج نشان داد که با افزایش زمان پلاسمادهی و نیز غلظت پراکسیدهیدروژن محلول اثر غیرفعال‌سازی اسپورهای قارچ افزایش یافت. در غلظت‌های یک و پنج دهم درصد میزان توقف کامل اسپورها در زمان 15 دقیقه پلاسمادهی مشاهده شد. پلاسمادهی توانست سبب افزایش اکسیداسیون محلول شده و در نتیجه منجر به مرگ سلولی بیشتر اسپورها شد. بنابراین استفاده از پلاسمای سرد موجب می‌شود که استفاده از محلول‌های با غلظت بالای پراکسیدهیدروژن در هنگام شستشوی میوه‌ها و سبزی‌ها به‌منظور حفظ خواص پس از برداشت آن‌ها در مقیاس صنعتی اجتناب شود.

مهندسی زیستی و سامانه‌های زیستی

بررسی تاثیر زمان نگهداری بر ویژگی‌های مکانیکی فیلم زیست‌تخریب‌پذیر پلی‌لاکتیک اسید حاوی نانو ذرات اکسید روی

دوره 14، شماره 3، پاییز 1403، صفحه 283-299

https://doi.org/10.22067/jam.2023.81863.1160

ندا تجری، حسن صدرنیا، فرشته حسینی

چکیده پلی‌لاکتیک‌اسید پلیمری زیست‌تخریب‌پذیر است که خواص مکانیکی آن می‌تواند تحت تاثیر زمان تغییر کند. در این تحقیق ویژگی‌های مکانیکی شش نوع فیلم تولیدشده بر پایه پلی‌لاکتیک‌اسید با ترکیبات مختلف (پلی‌اتیلن‌گلیکول 400، تویین 80 و نانو ذرات اکسید روی) در بازه زمانی 14 ماهه (ماه‌های اول، دوم، سوم، چهارم و چهاردهم) مورد بررسی قرار گرفت و نتایج با مقادیر استاندارد گزارش‌شده برای پلی‌اتیلن با چگالی کم مقایسه شدند. به‌منظور بررسی ساختار اولیه فیلم‌ها جذب نور و زاویه تماس اندازه‌گیری شد و ریزساختارها به کمک میکروسکوپ الکترونی روبشی مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج آنالیز واریانس نشان داد که تاثیر زمان نگهداری و نوع فیلم بر استحکام کششی و کرنش نقطه شکست معنادار بود. بیشترین ‌استحکام کششی، مدول الاستیسیته و کرنش نقطه شکست به‌ترتیب برای فیلم‌های پلی‌لاکتیک‌اسید خالص در ماه چهارم (94.08 مگاپاسکال)، پلی‌لاکتیک‌اسید خالص در ماه چهارم (2855.79 مگاپاسکال) و پلی‌لاکتیک‌اسید/پلی‌اتیلن‌گلیکول 400/نانو ذرات اکسید روی در ماه اول (76.82 درصد) به‌دست‌آمد. مقادیر کرنش نقطه شکست بسیار کمتر از استاندارد بود. با توجه به استحکام کششی و مدول الاستیسیته بسیار بالا پلی‌لاکتیک‌اسید می‌توان با استفاده از نرم‌کننده‌های مختلف با درصد بیشتر یا ترکیب کردن پلی‌لاکتیک‌اسید با سایر پلیمرها شکنندگی را کاهش داد.

مهندسی زیستی و سامانه‌های زیستی

بررسی کارایی پلاسمای سرد بر غیرفعال‌سازی قارچ آسپرژیلوس نایجر و حفظ ویژگی‌های کیفی انگور طی دوران پس از برداشت

دوره 14، شماره 3، پاییز 1403، صفحه 337-353

https://doi.org/10.22067/jam.2023.84550.1191

علی خلج، ابراهیم احمدی، سهیلا میرزائی، فهیمه قائمی زاده، روزبه عباس زاده

چکیده کپک سیاه حاصل از قارچ آسپرژیلوس نایجر یکی از زیان‌بارترین بیماری‌های پس از برداشت انگور است. پلاسمای سرد در فشار اتمسفر، یک روش نوین به‌منظور میکروب‌زدایی از محصولات کشاورزی طی دوران پس از برداشت محصول می‌باشد. از این رو هدف از انجام این تحقیق بررسی تاثیر سطوح مختلف پلاسمای سرد در فشار اتمسفر (با مدت زمان صفر، 10، 20 و 40 ثانیه) بر نرخ پوسیدگی کپک سیاه و بار میکروبی همراه با برخی از پارامترهای کیفی انگور (Vitic vinifera) تلقیح‌شده با قارچ  آسپرژیلوس نایجر طی انبارداری در دمای 4 درجه سانتی‌گراد بود. نتایج نشان داد پلاسما به‌طور موثری باعث کاهش بار میکروبی و درصد پوسیدگی کپک سیاه طی دوران انبارداری می‌شود. بالاترین میزان میکروب‌زدایی در پلاسما 40 ثانیه صورت گرفت. برای پارامترهای کیفی پس از برداشت، پلاسمای کمتر از 40 ثانیه (10 و 20 ثانیه) حداقل تاثیر را در شاخص‌های شیمیایی (pH،TSS  و TA)، دمای محصول، شاخص‌های رنگ‌سنجی، تغییر رنگ، افت وزن، شاخص‌های مکانیکی و در نهایت سفتی بافت در انتهای دوره انبارداری داشت. بالاترین تغییرات در خواص شیمیایی، مکانیکی و فیزیکی انگور در انتهای انبارداری و در پلاسما 40 ثانیه به دلیل آسیب به بافت به‌ویژه در محل دم میوه صورت گرفت. در کل به نظر می‌رسد تیمارهای کوتاه‌مدت پلاسما بتواند راهکار مناسبی هم‌زمان برای کاهش پوسیدگی‌های قارچی همراه با حفظ پارامترهای کیفی انگور و طی دوره نگهداری باشد.

مهندسی زیستی و سامانه‌های زیستی

تکنیک پلاسمای سرد در کنترل آلودگی و بهبود فرآیندهای فیزیولوژیکی غلات (مروری)

دوره 14، شماره 1، بهار 1403، صفحه 83-104

https://doi.org/10.22067/jam.2023.84647.1193

مریم پورباقر، رقیه پورباقر، محمد حسین عباسپورفرد

چکیده امروزه تقریباً نیمی از کل نیازهای غذایی انسان به‌ویژه در آسیا مستقیماً از غلات تأمین می‌شود و نزدیک به 70 درصد از سطح زیرکشت جهان که یک میلیارد هکتار است را غلات اشغال می‌کنند. بنابراین یافتن روش‌های غیرمخرب برای افزایش کیفیت بذر در کشاورزی و صنعت باید توسعه یابد. پلاسمای سرد روشی جدید و کارآمد در بخش کشاورزی و غذایی است که می‌توان از آن برای غیرفعال کردن میکروارگانیسم‌های سطحی و تحریک بذر استفاده کرد. این بررسی خلاصه‌ای از اثربخشی درمان با پلاسمای سرد بر ویژگی‌های چهار گیاه مهم غلات: گندم، برنج، ذرت و جو را ارائه می‌کند. تمرکز بر روی اثرات این تیمار بر روی جوانه‌زنی بذر، تغییرات خواص سطحی و جذب آب بذر، پارامترهای رشد ریشه، طول ساقه و نهال، پارامترهای زیست‌توده و فعالیت‌های متابولیکی است. با بررسی تحقیقات انجام‌شده توسط محققان مشاهده می‌شود که بذر غلات تیمارشده با پلاسمای سرد دارای قدرت جوانه‌زنی، جذب آب، طول ساقه و اندام هوایی، راندمان رشد، وزن اندام هوایی و ریشه و فعالیت متابولیکی بهتری بودند. این بررسی می‌تواند روندهای بالقوه امیدوارکننده‌ای را در استفاده از پلاسما به‌عنوان روشی برای کاهش شیوع بیماری‌های مضر گیاهی که از طریق بذر منتقل می‌شود و خواب دانه‌های سخت را کاهش دهد، ارائه دهد.

مهندسی زیستی و سامانه‌های زیستی

بررسی خواص فیزیکوشیمیایی و مکانیکی محصول بامیه تحت پوشش کیتوزان در فیلم‌های بسته‌بندی نانویی و شرایط اتمسفر اصلاح‌شده

دوره 12، شماره 4، زمستان 1401، صفحه 600-612

https://doi.org/10.22067/jam.2021.69257.1027

آزاده حیدریان، ابراهیم احمدی، فرشاد دشتی، احمد نورمحمدی

چکیده تأثیر تیمارهای اتمسفر اصلاح‌شده (N2%85O2+%10CO2+%5)، پوشش کیتوزان و فیلم‌های بسته‌بندی در دو دمای نگهداری 4 و 25 درجه سانتی‌گراد بر فاکتورهای فیزیکوشیمیایی (pH و TSS) و خواص مکانیکی شامل تنش برشی (TB)، نیروی برشی (FB)، مدول برشی (GK) محصول بامیه در پایان 12 روز از زمان نگهداری تحت آزمون فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی مورد ارزیابی قرار گرفت. بیشترین تغییرات TSS در نمونه‌های با پوشش فیلم نانو پلی‌اتیلن رخ داد که از 0.6 به 1 افزایش‌یافته است. نتایج نشان‌دهنده عملکرد مناسب پوشش کیتوزان همراه با فیلم نانو امولسیون در حفظ و تثبیت مواد جامد محلول می‌باشد. تغییرات pH برای نمونه‌های نگهداری شده در دمای 4 درجه سانتی‌گراد کمتر بود، این امر ناشی از کنترل شدت تنفس محصول و ایجاد اتمسفر مطلوب بود. بیشترین pH در فیلم پلی‌اتیلن سبک (6.6) و کمترین pH مربوط به فیلم نانو امولسیون سیلیکونی (6.4) بود. مقدار pH به دلیل کنترل شدت تنفس و فسادپذیری در شرایط اتمسفر اصلاح‌شده کاهش یافت. در بررسی خواص مکانیکی مشخص شد که تغییرات تنش برشی نمونه‌های با پوشش نسبت به نمونه‌های بدون پوشش در مقایسه با ابتدای دوره نگهداری بسیار کمتر بود. حداقل تغییرات نیروی برشی مربوط به نمونه‌های با پوشش فیلم پلی‌اتیلن سبک و نمونه‌های با پوشش فیلم نانو امولسیون سیلیکونی به مقدار 0.57 و 1.28 درصد گزارش شد و حداکثر تغییرات برای نمونه‌های بدون پوشش فیلم نانو پلی‌اتیلن، 24.85 درصد بود. نمونه‌های نگهداری شده در دمای 4 درجه سانتی‌گراد نسبت به نمونه‌های مشابه در دمای 25 درجه سانتی‌گراد دارای میزان نیروی برشی کمتری در طول دوره نگهداری بودند. اتمسفر اصلاح‌شده موجب گردید، مقدار مدول برشی با پایان زمان انبارداری در مقایسه با ابتدای دوره نگهداری از 260.9 کیلوپاسگال به 219.8 کیلوپاسگال کاهش‌یابد. به‌طورکلی پوشش‌های پلی‌اتیلن و نانو امولسیون سیلیکونی بر خصوصیات فیزیکوشیمیایی (PH و Tss) و مکانیکی بامیه تاثیری نداشتند و نسبت به روز اول بسته‌بندی کم‌ترین تغییر را ثبت کردند. این نشان می‌دهد که پوشش‌های بسته‌بندی با اتمسفر اصلاح شده کیفیت بامیه بسته‌بندی شده را حفظ می‌کنند. بنابراین فیلم‌های نانو امولسیونی، پوشش کیتوزان به همراه اتمسفر اصلاح‌شده می‌توانند به‌عنوان یک تکنیک بالقوه برای کاربردهای فعال بسته‌بندی مواد غذایی مورد استفاده قرار گیرند.

مهندسی زیستی و سامانه‌های زیستی

بررسی میکروسکوپی اثر پلاسمای سرد بر جوانه‌زنی بذر نخود

دوره 12، شماره 2، تابستان 1401، صفحه 231-240

https://doi.org/10.22067/jam.v12i2.88718

محسن فریدونی، حسین حاجی آقاعلیزاده

چکیده با افزایش جمعیت جهان، نیاز به تولید مواد غذایی بیشتر نیز افزایش می‌یابد. فناوری پلاسما یکی از روش‌هایی است که می‌تواند رشد گیاه را بهبود بخشد. پلاسمای سرد در افزایش شاخص‌های رشد و جوانه‌زنی موثر است. در این مقاله، تأثیر پلاسمای سرد بر پایه تخلیه کرونا بر جوانه‌زنی ارقام نخود عادل، منصور و آزاد بررسی شد. در روش تخلیه کرونا، از خلا نسبی استفاده شد. پژوهش حاضر در قالب آزمایش فاکتوریل بر پایه طرح کامل تصادفی انجام شد. بذرهای مواجه با پلاسما و بذرهای شاهد در شرایط یکسان برای جوانه‌‎زنی نگهداری شدند. نتایج نشان داد سرعت جوانه‌زنی در بذرهایی که به مدت 60 ثانیه مواجهه با پلاسمای سرد داشتند، بیشتر از بذرهای بدون مواجهه بود. همچنین بذرهای ارقام عادل و منصور که به مدت 30 ثانیه در مواجهه با پلاسمای سرد قرار گرفتند، دارای طول ریشه بیشتری نسبت به بذرهای بدون مواجهه بودند. پس از تجزیه و تحلیل آماری، مشخص شد که طول ریشه در شرایط یکسان، در مدت زمان مواجهه 30 ثانیه در معرض پلاسمای سرد، دارای اختلاف معنی‌داری در سطح 5% نسبت به حالت‌های مواجهه 60 ثانیه و بدون مواجهه با پلاسمای سرد دارد. تصاویر میکروسکوپی از سطح خارجی و بافت داخلی سلول بذر در نمونه‌ها مورد بررسی قرار گرفت. بررسی‌ها نشان دادند که سطوح خارجی بذرهای در معرض پلاسمای سرد نسبت به شاهد هموارتر، دارای برجستگی کمتر و زاویه سطح تماس کمتری هستند. این تغییر می‌تواند خاصیت آب‌دوستی را افزایش دهد. اما در مواجهه بذر با پلاسمای سرد، تغییری در بافت داخلی سلول مشاهده نگردید.

مهندسی زیستی و سامانه‌های زیستی

ارزیابی قابلیت حسگر Greenseeker در برآورد وضعیت نیتروژن و تخمین مقدار شاخص FVC گیاه اسفناج

دوره 12، شماره 1، بهار 1401، صفحه 95-106

https://doi.org/10.22067/jam.2021.68387.1013

مهران هاشمی جوزانی، حسین باقرپور، جواد حمزه ای

چکیده شاخص پوشش گیاهی سبز کسری (FVC) و شاخص نرمال شده تفاضل پوشش گیاهی (NDVI) از شاخص بسیار مهم سبزینگی می‌باشند و ارتباط بسیار قوی با زیست‌توده سبز دارند. هدف اصلی این پژوهش، ارزیابی شاخص NDVI حاصل از حسگر دستی Greesnseeker (GS) در تخمین مقدار زیست‌توده، کلروفیل و شاخص FVC در گیاه اسفناج می‌باشد. در این پژوهش برای جداسازی مناسب زمینه خاک از گیاه از شاخص‌های رنگی G-B و ExG استفاده شد. در طول دوره رشد 28 تا 44 روز بعد از جوانه‌زنی گیاه، نتایج تحقیق نشان داد که NDVI حاصل از GS ارتباط خوبی با کلروفیل داشته (R = 0.61 to 0.91) و ارتباط بین این شاخص با زیست‌توده نیز معنی‌دار بود. علاوه بر این، نتایج نشان داد که در این دوره رشد ارتباط خوبی بین شاخص NDVI حاصل از GS با شاخص FVC وجود دارد (R = 0.67 to 0.82). در حسگر در ارزیابی تاثیر نرخ نیتروژن بر شاخص NDVI، مشخص شد که تنها در دوره کوتاه 28 تا 36 روز پس از جوانه‌زنی ارتباط خطی معنی‌داری بین این دو متغیر وجود دارد. نتایج نشان داد که حسگر Greenseedke توانایی خوبی در تخمین کلروفیل و مقدار زیست‌توده گیاه دارد و از آن می‌توان در میانه رشد گیاه، مقدار شاخص پوشش گیاهی سبز کسری را به‌خوبی برآورد کرد.

مهندسی زیستی و سامانه‌های زیستی

مطالعه برخی از آلاینده‌های موتور انژکتوری بنزینی با سوخت ترکیبی بنزین، اتانول و نانو ذرات کربنی

دوره 11، شماره 2، 1400، صفحه 213-230

https://doi.org/10.22067/jam.v11i2.76903

مهدی ملک محمدی، مجید رهنما، سامان آبدانان مهدی زاده، نواب کاظمی

چکیده استفاده از سوختی جایگزین بنزین و همچنین کاهش آلاینده‌های خروجی در موتور اشتعال جرقه‌ای از اهمیت بالایی برخوردار است. لذا در این پژوهش از ترکیب اتانول با بنزین (در پنج سطح، 0، 10، 20، 30 و 40 درصد) به‌عنوان سوخت تجدیدپذیر و از نانو ذرات کربنی (در سه سطح 0، 20 و 80 پی‌پی‌ام) به‌عنوان کاتالیزور در یک موتور انژکتوری بنزینی (در دورهای 1000، 2000 و 3000 دور بر دقیقه) مصرف شدند. آزمایش‌ها در سه تکرار و به‌صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی انجام شد و اکسیژن و برخی از آلاینده‌های موتور از قبیل صدا، مونو اکسید کربن، هیدروکربن‌های نسوخته و دی‌اکسید کربن خروجی موتور اندازه‌گیری شد. نتایج نشان داد با افزایش مصرف اتانول مقدار تولید مونو اکسید کربن و هیدروکربن‌های نسوخته کم می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌شود. همچنین مقدار تولید اکسیژن و دی‌اکسید کربن افزایش می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌یابد. افزودن نانو ذرات کربنی باعث کاهش صدای موتور در دورهای بالا (در دور 3000 دور بر دقیقه مقدار صدا از 82.17 دسیبل با بنزین خالص به 79 دسیبل در مخلوط بنزین با 80 پی‌پی‌ام نانو ذرات کربنی) می‌شود. نتایج نشان داد استفاده از سیستم تزریق هوا به اگزوز قبل از کاتالیست نسبت به تیمار بنزین خالص، ترکیب‌های مختلفی از 80 پی‌پی‌ام نانو ذرات کربنی و همچنین اتانول صفر درصد برتری دارد.

مهندسی زیستی و سامانه‌های زیستی

تأثیر روغن هسته انار کپسوله شده در نانوژل‌های کیتوزان-کاپریک اسید حاوی اسانس آویشن بر خواص فیزیکومکانیکی و ساختاری آبنبات ژله‌ای

دوره 11، شماره 1، 1400، صفحه 55-70

https://doi.org/10.22067/jam.v11i1.84882

حسین میرزائی مقدم، احمد رجایی

چکیده روغن هسته انار (PSO) منبع شناخته شده‌ای از ترکیبات با ارزش است. بنابراین هدف از این مطالعه بررسی خواص فیزیکومکانیکی و ساختاری آبنبات ژله‌ای غنی شده با روغن هسته انار درون‌پوشانی شده در نانوژل‌های کیتوزان (CS)-کاپریک اسید (CA) حاوی اسانس آویشن (TEO) است. بدین منظور، در ابتدا نانوژل‌های کیتوزان-کاپریک اسید، با ایجاد پیوند آمید بین کیتوزان و کاپریک اسید تولید شدند که تصویر میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) شکل کروی نانوژل‌های کیتوزان-کاپریک اسید را نشان داد. سپس امولسیون پیکرینگ روغن هسته انار با نانوژل کیتوزان-کاپریک اسید و اسانس آویشن درون‌پوشانی شده در نانوژل کیتوزان-کاپریک اسید پایدار شدند. نتایج نشان داد که حضور اسانس آویشن در ساختار نانوژل باعث ایجاد قطرات روغن کوچک‌تر شد. در ادامه از امولسیون‌های پیکرینگ در فرمولاسیون آبنبات ژله‌ای استفاده شد و متعاقباً ساختار میکروسکوپی، آنالیز بافت (TPA) و شاخص‌های رنگ آبنبات‌های ژله‌ای مورد بررسی قرار گرفت. استفاده از روغن هسته انار به‌صورت درون کپسوله شده، باعث کاهش جدا شدن روغن هسته انار از بافت آبنبات ژله‌ای شد. نتایج آزمون پروفایل بافت نشان داد که اگرچه نمونه‌های حاوی امولسیون روغن هسته انار، سختی (156.6-173.4N)، صمغی بودن (202.2-262.1N)، انسجام (1.3-1.5%)، خاصیت ارتجاعی (40.2-54.7 N.s) و چسبندگی (0.29-0.4 N.s) کمتری نسبت به نمونه شاهد (250.3N، 627.9N، 160.7N.s، 0.63N.s) داشتند، خاصیت فنریت آن‌ها (0.92-0.93%) بیشتر از نمونه شاهد (0.79%) بود. علاوه بر این، نتایج شاخص‌های رنگی نشان داد که نمونه‌های حاوی روغن هسته انار کپسوله شده باعث تغییر شاخص‌های رنگی نسبت به نمونه شاهد شد که این تغییر در حضور اسانس آویشن بیشتر بود.

مهندسی زیستی و سامانه‌های زیستی

بررسی اثر آب مغناطیسی بر رشد و جوانه‌زنی بذر پنج رقم گندم

دوره 10، شماره 2، 1399، صفحه 289-298

https://doi.org/10.22067/jam.v10i2.76707

سعید زارعی، مهدی کسرایی، محمد امین نعمت اللهی

چکیده آب مغناطیسی، روشی نو در افزایش بهره‌وری آب به‌شمار می‌آید. هدف این پژوهش بررسی اثر آب مغناطیسی بر شاخص‌های رشد و جوانه‌زنی پنج رقم گندم و تعیین بهترین رقم گندم از نظر شاخص‌های رشد بود. برای اعمال میدان مغناطیسی از دستگاهی استفاده شد که در آن، آب در میدان مغناطیسی قرار گرفت. آزمایش تعیین شاخص رشد و جوانه‌زنی به‌ترتیب در گلخانه و آزمایشگاه انجام شد. تیمارها شامل پنج رقم گندم (روشن، سرداری، شیراز، فلات و یاواروس)، سه سطح میدان (100، 150 و 200 میلی‌تسلا) و سه سطح مدت زمان (30، 60 و 120 دقیقه) و نیز از هر رقم یک نمونه شاهد (بدون قرار گرفتن در میدان مغناطیسی) بود. عوامل مورد مطالعه شامل وزن خشک، درصد و سرعت جوانه‌زنی، شاخص بنیه طولی و وزنی بود. آزمایش‌ها با استفاده از آزمایش فاکتوریل و در قالب طرح کاملاً تصادفی در سه تکرار و تحلیل‌ها با استفاده از نرم‌افزار SAS و با آزمون LSD انجام شد. نتایج نشان داد که اثر آب مغناطیسی بر کلیه شاخص‌های رشد و جوانه‌زنی با نمونه شاهد دارای اختلاف معنی‌دار بود و هر پنج رقم در میدان 150 میلی‌تسلا و زمان 120 دقیقه بیش‌ترین وزن خشک را داشتند. رقم روشن، بیش‌ترین میانگین درصد و سرعت جوانه‌زنی، ارقام روشن و سرداری بیش‌ترین شاخص بنیه طولی و رقم سرداری بیش‌ترین شاخص بنیه وزنی را داشت.

مهندسی زیستی و سامانه‌های زیستی

طراحی، ساخت و ارزیابی یک سامانه جدید اعمال میدان مغناطیسی به بذر محصولات کشاورزی – مطالعه موردی بذر پیاز

دوره 10، شماره 1، 1399، صفحه 1-10

https://doi.org/10.22067/jam.v10i1.76370

سعید رضایی، مجید دولتی، روزبه عباس زاده

چکیده استفاده از روش‌های غیرشیمیایی یکی از راهکارهای بهبود جوانه‌زنی بذر به‌شمار می‌رود. به‌منظور بررسی اثر اعمال میدان مغناطیسی بر شاخص‌های جوانه‌زنی بذر و رشد گیاهچه پیاز، یک سامانه‌ی میدان مغناطیسی چهار قطبی طراحی و ساخته شد و با سامانه دوقطبی مورد مقایسه قرار گرفت. در سامانه چهارقطبی، هر یک از چهار کلاف سیم پیچ شامل سه‌لایه سیم‌پیچ و یک هسته فلزی است که هسته قابلیت حرکت در درون سیم‌پیچ را دارد. این قابلیت باعث تغییر شدت میدان مغناطیسی، علاوه بر تغییر از طریق تغییر جریان ورودی، خواهد شد. دو آزمایش مستقل با دو سامانه‌ی میدان مغناطیسی به‌صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار انجام شد. فاکتورها شامل نوع سامانه (دو قطبی و چهار قطبی)، شدت میدان مغناطیسی (75، 150، 300 و 600 میکروتسلا) و مدت زمان اعمال میدان (15، 30، 60 و 120 دقیقه) بود. شاخص‌های مورد بررسی عبارت بودند از: درصد جوانه‌زنی، سرعت جوانه‌زنی، متوسط زمان جوانه‌زنی، شاخص بنیه، طول ساقه‌چه، طول ریشه‌چه، وزن تر ساقه‌چه، وزن‌تر ریشه‌چه، وزن تر گیاهچه، وزن خشک ریشه‌چه و وزن خشک ساقه‌چه. به‌طور کلی نتایج نشان داد که میدان مغناطیسی بر روی شاخص‌های جوانه‌زنی و رشد گیاهچه پیاز تاثیر معنی‌دار داشته و سامانه چهارقطبی نبست به سامانه دوقطبی در بیشتر شاخص‌های مورد مطالعه عملکرد بهتری داشته است. در مورد غالب صفات (به‌جز وزن)، افزایش شدت میدان، منجر به کاهش صفات شد. سیستم چهارقطبی که میدان مغناطیسی 600 میکروتسلایی را به مدت 15 دقیقه به بذر اعمال کرد، باعث افزایش 63 درصدی وزن گیاهچه گردید. غالب صفات جوانه‌زنی تحت تأثیر مدت زمان اعمال میدان به بذر قرار نگرفتند. به هرحال بررسی‌های بیشتر در خصوص مدت زمان اعمال میدان نسبت به زمان اعمال شده در این مطالعه ضروری است.

مهندسی زیستی و سامانه‌های زیستی

ارزیابی ساختاری و عملکردی یک دستگاه گرده‌پاش مخصوص نخلستان

دوره 9، شماره 2، 1398، صفحه 427-438

https://doi.org/10.22067/jam.v9i2.68916

فرید اخوان، سعادت کامگار، علی اکبر گلنشان

چکیده در این پژوهش یک دستگاه گرده‌پاش برای بارورسازی نخل‌های با ارتفاع تنه‌ی 4 تا 9 متر طراحی شد. این گرده‌پاش سبک و قابل حمل شامل یک داکتدفن، کنترل‌کننده‌ی سرعت، سرووتستر و یک بوم فیبر کربن است که بدنه‌ی اصلی دستگاه در بالای بوم و کنترل‌کننده‌ی سرعت و سرووتستر و باتری در پایین بوم تعبیه شده است. به‌منظور ارزیابی میدانی، دستگاه در منطقه‌ی خور در استان اصفهان و روی رقم کبکاب آزمایش گردید. این آزمایش شامل 18 درخت در شش تیمار (پنج تیمار مکانیکی در مقایسه با روش سنتی به‌عنوان تیمار کنترل) در قالب یک طرح کاملاً تصادفی صورت گرفت. بازدهی بارورسازی و میوه‌نشینی در شش تیمار اندازه‌گیری شد. مقایسه میانگین‌ها با آزمون دانکن مشخص نمود که تولید محصول تیمارها اختلاف معنی‌داری نداشت و بنابراین به‌دلیل سادگی و سرعت بالای کار و نداشتن خطر جانی برای کارگر، می‌توان روش مکانیکی را به‌عنوان روش جایگزین توصیه کرد. در این ارزیابی میدانی از آرد ماکارونی به‌عنوان پرکننده استفاده شد.

مهندسی زیستی و سامانه‌های زیستی

تحلیل ویژگی‌های بافتی تصاویر میکروسکوپی پودر عصاره برگ کنگر فرنگی تولید شده از خشک‌کن خلأیی پاششی

دوره 8، شماره 2، 1397، صفحه 295-308

https://doi.org/10.22067/jam.v8i2.63321

سمانه صادق زاده نماور، جعفر امیری پریان، رضا امیری چایجان

چکیده پردازش تصاویر دیجیتال به‌عنوان روشی جدید برای ارزیابی کمی و کیفی خصوصیات بافتی پودر مواد غذایی و دارویی از اهمیت بالایی برخوردار است. در این پژوهش از خشک‌کن خلأیی پاششی با ریز ذره‌ساز آلتراسونیک به‌منظور تولید پودر خشک از عصاره برگ کنگر فرنگی فرموله شده با ماده افزودنی لاکتوز استفاده شد. روند خشک‌کردن در یک محفظه خشک‌کن خلأ و در دمایی پایین‌تر از دمای خشک‌کن‌های پاششی معمول انجام شد. هدف از این مطالعه، بررسی اثر شرایط عملی بهینه (3%، kPa20، C°75)، نامطلوب (%2، kPa40، C°55) و دو شرایط (%2، kPa30، C°65) و (%2/5، kPa30، C°65) خشک‌کن خلأیی پاششی روی ویژگی‌های بافتی مستقل از جهت و اثر زاویه در جهت‌های چهارگانه (°0، °45، °90 و °135) روی ویژگی‌های بافتی جهت‌دار پودر عصاره برگ کنگر فرنگی می‌باشد. برای تشخیص بافت، تصاویر میکروسکوپی (SEM) به دو صورت تک ذره و ذرات توده‌ای تهیه شدند. ده ویژگی بافتی تصاویر با استفاده از ماتریس هم وقوعی سطوح خاکستری به‌منظور ارزیابی کیفی بافت پودر عصاره استخراج گردید. نتایج حاصل از تجزیه‌وتحلیل بافت نشان داد که پودرهای حاصل از شرایط خشک‌کردن در دمای بالا (75 درجه سلسیوس) و فشار خلأ پایین (20 کیلو پاسکال) و غلظت محلول (2 گرم بر 100 میلی‌لیتر) دارای تعداد بیشتری از ذرات با بافت صاف و یکنواخت بودند. درنتیجه در این شرایط، پارامترهای انرژی، همبستگی، همگنی و glcmstd بیشترین مقدار و مقادیر کنتراست، آنتروپی، rangefilt و stdfilt کمترین مقدار را دارا بودند. دو ویژگی بافتی جهت‌دار (کنتراست و همبستگی) نیز با توجه به ماهیت بافت ذرات در جهت‌های اندازه‌گیری مختلف اختلاف معنی‌داری را نشان دادند.

مهندسی زیستی و سامانه‌های زیستی

بررسی رفتار میکرومکانیکی بافت سیب‌زمینی به‌وسیله میکروسکوپ الکترونی: تأثیر زمان انبارداری، انرژی ضربه و شعاع انحنای محل ضربه

دوره 8، شماره 2، 1397، صفحه 347-363

https://doi.org/10.22067/jam.v8i2.62599

صفورا یونجی، ابراهیم احمدی، علی علوی نیا

چکیده در این تحقیق از تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) برای بررسی رفتار میکرومکانیکی بافت سیب‌زمینی رقم سانته در مدت زمان انبارداری 16 هفته، با سطوح انرژی ضربه شاهد (صفر)، سطح 1 (0/002±0/031 ژول) و سطح (0/02±0/320 ژول) و با شعاع انحنای محل ضربـه (35 و 45 میلی‌متر) استفاده شد. پس از گذشت مدت انبـارداری در فاصله‌های 2 هفته‌ای، بـرای هر کدام از غده‌های سیب‌زمینی آزمون ضربه انجام شد و سپس متغیرهای محتوای رطوبت، فشار ترگر سلول، سطح مقطع سلول، محیط سلول و آسیب ضربه تعیین گردید. محافظت بسیار خوب و قابل قبول از ریزساختار سیب‌زمینی طی فرآیند آماده‌سازی نمونه جهت مشاهده در SEM به دلیل استفاده از هگزا متیل دی سیلازان (HMDS) برای خشک کردن شیمیایی بافت یک دستاورد مهم در پژوهش حاضر می‌باشد. نتایج نشان داد که با گذشت زمان انبارداری یک روند کاهشی معنی‌دار در سطح احتمال 5 درصد در محتوای رطوبت و فشار ترگر سلول وجود دارد. همچنین سطح مقطع و محیط سلول طی مدت انبارداری به‌طور معنی‌داری کاهش یافت (سطح احتمال 5 درصد). به‌طور کلی افزایش شدت ضربه باعث کاهش معنی‌دار محتوای رطوبت، فشار ترگر سلول، سطح مقطع و محیط سلول در سطح احتمال 5 درصد شد. همچنین اثر متقابل سه‌گانه زمان انبارداری، شدت ضربه و شعاع انحنای محل ضربه بر آسیب ضربه ایجاد شده در بافت سیب‌زمینی در سطح احتمال 5 درصد معنی‌دار است. بررسی‌ها نشان داد با افزایش زمان انبارداری، ضربه شدیدتر و شعاع انحنای کوچک‌تر در محل برخورد، حجم آسیب وارده به‌طور معنی‌داری بزرگ‌تر خواهد بود.

مهندسی زیستی و سامانه‌های زیستی

بررسی برخی از عوامل کاری مؤثر بر پوشش‌دهی بذر در پوشش‌دهنده‌ی دوار

دوره 8، شماره 1، 1397، صفحه 31-41

https://doi.org/10.22067/jam.v8i1.58334

فردین رنجبر، محمد حسین کیان مهر

چکیده ایجاد پوششی از مواد مختلف در اطراف بذر یکی از اقداماتی است که امروزه برای ارتقاء کیفیت بذر مورد استفاده قرار می‌گیرد. اصلاح شکل و اندازه بذرها برای کاشت دقیق، فراهم کردن مواد مغذی ماکرو و میکرو از بدو جوانه‌زنی بذر و مبازره با آفات و بیماری‌ها، اهدافی هستند که همگی به‌وسیله ایجاد پوششی در اطراف بذر با مواد مناسب تحقق می‌یابد. متداول‌ترین روش ایجاد پوشش در اطراف بذر، استفاده از پوشش‌دهنده دوار است. هدف این تحقیق بررسی فناوری ایجاد پوشش و تعیین پارامترهای مؤثر بر کیفیت آن، است. این تحقیق بر اساس آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه فاکتور و سه تکرار اجرا شد. فاکتورها عبارتند از 1- فاصله عمودی نصب افشانک از بستر بذر در دو سطح 150 و 300 میلی‌متر، 2- موقعیت نصب افشانک در دو سطح "نصب در فاصله یک چهارم قطر بالاتر از مرکز استوانه" و "نصب در مرکز استوانه" و 3- نسبت اختلاط چسب پلی‌وینیل پیرولیدون در سه سطح 50، 75 و 100 گرم در یک کیلوگرم کائولن. نتایج نشان داد که اثر فاصله افشانک از بستر دانه‌ها بر هر سه صفت اندازه‌گیری شده در سطح احتمال 1% معنی‌دار بود و با افزایش فاصله از 150 میلی‌متر به 300 میلی‌متر، استحکام فیزیکی پوسته از 22/8 به 21/4 نیوتن و درصد خطا از 4/1 به 2/1 درصد کاهش و جوانه‌زنی از 71/3 به 73/4 درصد افزایش یافت. اثر میزان مصرف چسب بر هر سه صفت اندازه‌گیری شده در سطح 1% معنی‌دار بود و افزایش مصرف چسب، از 5 درصد وزنی تا نهایتاً 10 درصد وزنی، استحکام فیزیکی پوسته را از 13/9 به 29/1 نیوتن و درصدخطای پلت را از 2/1، به 4/2 درصد افزایش و جوانه‌زنی را از 90/4، به 53/2 درصد کاهش داد.

مهندسی زیستی و سامانه‌های زیستی

ارزیابی تأثیر ذرات نانو رس بر برخی ویژگی‌های فیزیکی و مکانیکی خاک‌ها

دوره 6، شماره 1، 1395، صفحه 250-258

https://doi.org/10.22067/jam.v6i1.28397

هومن شریف نسب، نادر عباسی

چکیده با توجه به محدودیت‌های ناشی از خاک‌ورزی سنتی و لزوم توجه به کشاورزی پایدار، کاربرد روش‌های نوین خاک‌ورزی امری لازم و ضروری است. در این پژوهش به‌منظور بررسی چگونگی و میزان تأثیر ماده نانو رس بر برخی مشخصات فیزیکی و مکانیکی مؤثر در خصوصیات خاک‌ورزی، تیمارهای مختلف کاربرد نانو ذرات رس برای خرد و پودر کردن خاک مورد بررسی قرار گرفته است. بدین ترتیب با در نظر گرفتن سه نوع خاک با بافت مختلف (سبک، متوسط و سنگین) و 2 سطح از ماده نانو رس شامل بدون ماده پلیمری و مقدار یک درصد از ماده نانو رس، به تعداد 6 تیمار در 3 تکرار مورد آزمایش‌های مختلف فیزیکی و مکانیکی شامل دانه‌بندی، حدود آتربرگ، تراکم و سه محوری قرار گرفتند. نتایج نشان داد که افزودن ذرات نانو رس تأثیری در منحنی دانه‌بندی، حدود آتربرگ و مشخصات تراکمی نداشته است در حالی‌که کاربرد ذرات نانو رس موجب کاهش زیادی در میانگین مقدار چسبندگی و زاویه اصطکاک داخلی و به عبارت دیگر پارامترهای برشی خاگ گردید. لذا می‌توان نتیجه گرفت افزایش نانو رس موجب کاهش مقاومت برشی گردیده و به تبع آن عملیات خاک‌ورزی در خاک‌های تیمار شده راحت‌تر و با انرژی کمتری صورت می‌گیرد.

مهندسی زیستی و سامانه‌های زیستی

مدل‌سازی سینتیک جذب رطوبت دانه جو با استفاده از مدل ویسکوالاستیک و شبکه‌های عصبی مصنوعی

دوره 5، شماره 2، 1394، صفحه 270-280

https://doi.org/10.22067/jam.v5i2.28305

معین کمالی، سید جلیل رضوی، مرتضی صادقی، سید مجتبی شفاعی

چکیده در این تحقیق پیش‌بینی مقدار جذب رطوبت سه رقم جو (ریحان03، فجر و MB862) در فرآیند غوطه‌وری با استفاده از مدل ریاضی و شبکه عصبی مصنوعی مورد بررسی قرار گرفت. آزمایش‌ها در سه دمای 10، 20 و 45 درجه سانتی‌گراد و در سه تکرار برای هر نمونه با آب مقطر انجام شد. مقدار جذب رطوبت دانه‌ها با اندازه‌گیری تغییر وزن دانه‌ها محاسبه گردید. از مدل ویسکوالاستیک که توانایی خوبی در تحلیل فاز اول و دوم جذب رطوبت در فرآیند خیساندن محصولات کشاورزی را دارد، استفاده گردید. در طراحی شبکه عصبی از دو روش پرسپترون چندلایه (MLP) و تابع شعاع مبنا (RBF) با سه لایه نورون استفاده شد. لایه اول، لایه ورودی که متغیرهای مستقل دما و زمان و لایه دوم، لایه‌های مخفی شبکه و لایه سوم، لایه خروجی که متغیر وابسته محتوای رطوبتی می‌باشد، انتخاب گردید. به‌منظور اعتبارسنجی پیش‌بینی مدل ویسکوالاستیک و شبکه عصبی به‌ترتیب از شاخص‌های آماری بیشترین ضریب تبیین (R2) و کمترین ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE) استفاده شد. نتایج نشان داد که روش پرسپترون چندلایه به‌دلیل ساختار یادگیری پس از انتشار خطا، با الگوریتمBFGS و ساختار شبکه 1-4-2 بهترین نتایج را برای هر سه رقم جو در مقابل مدل ریاضی ویسکوالاستیک حاصل نمود. ترسیم نمودارهای سه بعدی محتوای رطوبت لحظه‌ای بر پایه متغیرهای دما و زمان براساس پیش‌بینی شبکه عصبی انتخاب شده برای هر سه رقم واریته آزمایشی نشان داد که با افزایش دما و زمان غوطه‌وری، رطوبت جذب شده افزایش یافت.

مهندسی زیستی و سامانه‌های زیستی

بررسی اثر نانو زئولیت پتاسیم پرمنگنات و زمان نگهداری بر خواص فیزیکوشیمیایی میوه کیوی (رقم هیوارد)

دوره 4، شماره 1، 1393، صفحه 37-49

https://doi.org/10.22067/jam.v4i1.33163

حسین میرزائی مقدم، محمد هادی خوش تقاضا، محسن برزگر بفروئی، علی سلیمی

چکیده در این تحقیق میوه‌های کیوی از رقم هیوارد در دو محدوده جرمی )کوچک و بزرگ) تهیه شدند. پس از آن، میوه‌ها را در شیشه‌های یک لیتری در مجاورت بالشتک‏ های پلی اتیلنی حاوی نانوزئولیت پتاسیم پرمنگنات (0، 2/0، 4/0 8/0 گرم) قرار داده و در ژرمیناتور (دمای C°5 و رطوبت نسبی 30%) نگهداری شدند. سپس در زمان‌های 0، 2، 4 و 6 هفته نگهداری، خواص فیزیکوشیمیایی مختلف نمونه‌ها (میزان مواد جامد محلول، میزان pH، درصد رطوبت و سفتی میوه‌ها) و رنگ نانوزئولیت پتاسیم پرمنگنات (L،E ، زاویه هیو و کروما) اندازه‌گیری شد. در ادامه با انجام آزمون فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی، تجزیه و تحلیل اطلاعات صورت پذیرفت. نتایج نشان داد که اثر نانوزئولیت پتاسیم پرمنگنات به جز بر درصد رطوبت بر دیگر خواص اندازه گیری شده معنی‌دار می‌باشد (P

مهندسی زیستی و سامانه‌های زیستی

طراحی، ساخت و ارزیابی گشتاورسنج دوار با قابلیت نمایش آنی گشتاور

دوره 4، شماره 1، 1393، صفحه 73-78

https://doi.org/10.22067/jam.v4i1.33167

افشین زینلی، عبدالعلی فرزاد، محمدحسین آق خانی

چکیده گشتاور، سرعت و توان به‏ عنوان متغیرهای مکانیکی، تابع عملکرد ماشین هایی که دوران دارند؛ می‌باشند. توانایی اندازه‌گیری این مقادیر در تعیین راندمان ماشین و همچنین کنترل آنی آن ها مؤثر است. در تحقیق حاضر یک سامانه‌ی گشتاورسنج دوار ساخته شد که با قرار دادن حس‌گرهای کرنش سنج، بر روی محور، میزان گشتاور را اندازه می گرفت. در این سامانه، بر اساس قاعده کلی مقاومت کرنش سنج ها، گشتاور به سیگنال های ولتاژ تبدیل می شد. سرانجام ماژول رادیویی، سیگنال های دیجیتالی را به مدار گیرنده رادیویی برای نمایش و ذخیره ارسال می کرد. نتایج ارزیابی استاتیکی و آزمون دینامیکی نشان دهنده صحت انجام کار سامانه گشتاورسنج در شرایط استاتیکی و دینامیکی بود. همچنین، محدوده اندازه‌گیری گشتاور، قدرت تشخیص و میزان صحت به‏ ترتیب 3 تا 700 نیوتن‌متر، 3 نیوتن‌متر و 1 درصد به‌دست آمد.

مهندسی زیستی و سامانه‌های زیستی

بررسی تأثیر تیمارهای آبیاری و تغذیه‌ای بر خواص بیوفیزیکی و بیومکانیکی بذر گلرنگ

دوره 3، شماره 1، 1392، صفحه 58-70

https://doi.org/10.22067/jam.v3i1.19715

مازیار فیض اله زاده، علی محمد نیکبخت، اسعد مدرس مطلق

چکیده گلرنگ از گیاهان صنعتی بوده و میزان روغن قابل استخراج از مغز آن حدود 45 درصد می‌باشد. با توجه به ارزش روغن موجود در بذر گلرنگ و همچنین پتانسیل بالای کشور برای کشت آن، نیاز به تولید بذرهایی با کیفیت و عملکرد بیشتر می‌باشد. همچنین طراحی دستگاه‌های مختلف فرآوری و استخراج روغن و همچنین بهینه‌سازی آن‌ها امری ضروری به نظر می‌رسد که در ارتباط با خواص مختلف بذرها می‌باشد. در نتیجه در این مقاله، برخی خواص بیوفیزیکی و بیومکانیکی بذر گلرنگ رقم IL111 با توجه به اثرات تیمارهای مختلف آبیاری و تغذیه‌ای و در رطوبت تعادلی بذرها مورد مطالعه قرار گرفت. خواص مطالعه شده شامل ابعاد، جرم و جرم هزار دانه، حجم، مساحت سطح بذر، میانگین قطر حسابی و هندسی، ضریب کرویت، چگالی توده‌ای و حقیقی، تخلخل و ضریب اصطکاک استاتیکی و دینامیکی، نیروی گسیختگی، تغییر شکل در لحظه گسیختگی، انرژی گسیختگی، ضریب کشسانی و سفتی بذر بودند. نتایج نشان از تأثیر معنی‌دار تیمارهای اعمال شده بر اکثر خواص فیزیکی و مکانیکی در سطح احتمال 01/0 p≤ داشت. بیشترین مقدار برای جرم و قطر میانگین هندسی و انرژی گسیختگی در شرایط تیماری «قطع آبیاری در مرحله رشد زایشی و تغذیه بیولوژیک (بیوسولفور)» حاصل شد. نتایج نشان از تأثیر معنی‌دار قطر میانگین هندسی بر جرم و انرژی گسیختگی و همچنین تأثیر جرم بر سفتی بذر داشت. از طرفی رابطه مستقیمی بین جرم و انرژی گسیختگی مشاهده شد که نشان از نیاز به انرژی بیشتر برای خرد کردن بذرهای بزرگتر داشت. بیشترین انرژی گسیختگی 0.033J به‌دست آمد.