با همکاری انجمن مهندسان مکانیک ایران
دوره و شماره: دوره 16، شماره 1 - شماره پیاپی 39، بهار 1405 
مقاله پژوهشی انگلیسی مهندسی پس‌ از برداشت، و فرآوری محصولات کشاورزی

مقایسه روش‌های ولتامتری چرخه‌ای و زبان الکترونیکی برای ارزیابی تقلب در آبلیمو

صفحه 1-24

https://doi.org/10.22067/jam.2023.83040.1173

قاسم بهرامی، محمدحسین آق خانی، محمودرضا گلزاریان، بهجت دیمی نیت

چکیده در تحقیق حاضر با استفاده از دو روش الکتروشیمیایی ولتامتریک چرخه‌ای و زبان الکترونیک، میزان تقلب در آبلیمو مورد بررسی قرار گرفت. میزان اسید سیتریک در آبلیمو به‌عنوان یک معیار مورد پذیرش در آزمایشگاه‌ها به‌منظور بررسی تقلب در آبلیمو مورد استفاده قرار می‌گیرد، ابتدا با استفاده از دستگاه پتانسیو استات و روش چرخه‌ای ولتامتری، میزان غلظت آن بررسی شد. از الکترودهای گلسی‌کربن، گرافیت، طلا، گلسی‌کربن اصلاح‌شده توسط ذرات نانو لوله‌ی کربن و نانو ذرات طلا، استفاده شد. نوع بافر و میزان pH تغییر داده شد. نتایج نشان داد که رفتار الکتروشیمیایی اسید سیتریک بسیار پایین می‌باشد و با این روش، نمی‌توان رفتار آن را بررسی کرد. در بخش دوم، سیستم زبان الکترونیکی قابل‌حمل (e-tongue) ارزیابی شد. هشت نمونه سطوح تقلب در آبلیمو (0، 5، 10، 20، 40، 70، 95 و 100 درصد ناخالصی) ایجاد گردید. مدل‌های بدون نظارت شامل تحلیل مؤلفه اصلی (PCA) و خوشه‌بندی سلسله‌مراتبی (HCA) و مدل‌های نظارت‌شده شامل شبکه‌های عصبی پرسپترون چندلایه (MLP) و ماشین بردار پشتیبانی (SVM) استفاده شد. بر اساس نتایج، اثر انگشت PCA تمایز خوبی بین سطوح تقلب نشان داد. این موضوع توسط HCA نیز تایید گردید. نتایج روش‌های نظارت شده نشان داد که عملکرد مدل MLP برای پیش‌بینی سطوح تقلب بهتر از مدل SVM با میزان موفقیت 99.33 درصد و ضرایب همبستگی بالا R2=0.9973 و RMSE=0.09 بود. نتایج نشان می‌دهد که این سیستم می‌تواند به‌عنوان یک سیستم کنترل کیفیت طعم مورد استفاده قرار گیرد.

مقاله پژوهشی انگلیسی کشاورزی دیجیتال، هوشمند و دقیق

بهره‌گیری از مدل یادگیری عمیق مبتنی بر شبکه YOLO برای تشخیص و مکان‌یابی بیماری‌‌های برگ درخت به

صفحه 25-37

https://doi.org/10.22067/jam.2025.89407.1277

امین نادری بنی، حسین باقرپور، جعفر امیری پریان

چکیده توسعه یک سیستم هوشمند دقیق و قابل‌اعتماد برای مدیریت بیماری‌های برگ درختان برای کشاورزان بسیار ضروری است. این مطالعه با هدف توسعه یک راهکار مبتنی بر هوش مصنوعی برای شناسایی بیماری‌های برگ درختان به، با استفاده از یک مدل پیشرفته و تک‌مرحله‌ای تشخیص اشیاء به نام YOLO انجام شده است. تصاویر بیماری‌های مختلف برگ این درخت از منابع متعدد، شامل مراکز تحقیقاتی کشاورزی استان اصفهان، وب‌سایت‌های مرتبط و پژوهشگران گردآوری شده است. در این پژوهش، از رویکرد یادگیری انتقالی برای ارزیابی عملکرد سه مدل شناخته‌شده YOLO شامل YOLOv5m، YOLOv7 و YOLOv8m استفاده شد. ارزیابی و مقایسه مدل‌های مورد بررسی بر اساس شاخص‌های آماری مانند دقت (Precision)، بازخوانی (Recall)، امتیاز F1 انجام گرفت. نتایج نشان داد که دقت مدل‌های YOLOv5m، YOLOv7 و YOLOv8m به‌ترتیب 78%، 83% و 87% بوده است. نتایج تجربی نشان داد که مدل YOLOv8m توانایی قابل‌توجهی در شناسایی بیماری‌های برگ درختان به دارد. علاوه بر این، مقایسه مدل‌ها نشان داد که مدل YOLOv8m با امتیازات 0.87 برای دقت، 0.66 برای بازخوانی، 0.69 برای امتیاز F1 و 0.67 برای میانگین دقت، عملکرد بهتری نسبت به سایر مدل‌های بررسی‌شده دارد. بر اساس نتایج کلی این پژوهش، مدل YOLOv8m آموزش‌دیده در این مطالعه می‌تواند به‌عنوان ابزاری تخصصی برای این محصول خاص معرفی شود. بنابراین، مدل توسعه‌یافته در این مطالعه که به‌طور ویژه برای بیماری‌های برگ درخت به طراحی شده است، می‌تواند در نرم‌افزارهای تشخیصی بیماری برگ درختان ادغام شود. چنین نرم‌افزارهایی می‌توانند به کشاورزان در تشخیص دقیق بیماری‌ها کمک کرده و در نهایت زیان‌های اقتصادی را کاهش دهند.

مقاله پژوهشی انگلیسی مهندسی پس‌ از برداشت، و فرآوری محصولات کشاورزی

بهینه‌سازی خشک کردن جلبک قرمز دریایی (Chondracanthus chamissoi) با هوای گرم و با کمک لامپ رشته‌ای با استفاده از روش سطح پاسخ

صفحه 39-56

https://doi.org/10.22067/jam.2025.89911.1283

امیلی النا ویوانکو-کوبا، داوید ویوانکو پسانتس

چکیده جلبک‌های دریایی به‌خاطر ارزش‌های تکنولوژیکی، تغذیه‌ای و سلامتی آن‌ها شناخته می‌شوند. برای تثبیت و حفظ کیفیت محصول در طول انبارداری خشک کردن آن‌ها ضروری است. در این تحقیق، با استفاده از روش سطح پاسخ مدل‌های ریاضی خشک کردن به‌صورت توابع چندجمله‌ای ارائه شده‌اند. تاثیر متغیرهای مستقل خشک کردن شامل چگالی بار (1.70-15 کیلوگرم بر متر مربع)، توان لامپ رشته‌ای (0-500 وات)، دما (30-70 درجه سانتی‌گراد) و سرعت هوا (0.5-2.5 متر بر ثانیه) بر متغیرهای پاسخ شامل پذیرش جهانی (--)، محتوای فنلی کل (معادل میلی‌گرم گالیک اسید در 100 گرم وزن خشک) و زمان خشک کردن (دقیقه) مورد مطالعه قرار گرفت. این مطالعه نشان داد که دما و توان لامپ رشته‌ای در طی خشک کردن به‌طور قابل‌توجهی بر محتوای فنلی کل تاثیر می‌گذارند. خشک کردن بهینه در شرایط چگالی بار 9.13 کیلوگرم بر متر مربع، وات لامپ رشته‌ای 374.5 وات، دما و سرعت هوای خشک‌کن به‌ترتیب 63.3 درجه سانتی‌گراد و 1.88 متر بر ثانیه حاصل شد. نتایج همچنین نشان می‌دهد که افزایش توان لامپ‌های رشته‌ای منجر به کوتاه‌تر شدن زمان خشک شدن تا 40-45 درصد می‌شود. برای شرایط بهینه از مدل‌های ریاضی برای شبیه‌سازی منحنی خشک کردن و سینتیک ماده مورد مطالعه استفاده شد. با استفاده از روش شبه نیوتن سیمپلکس، دو مدل میدیلی و همکاران و پیج به‌ترتیب عملکرد بهتری در برازش منحنی‌ها با داده‌های تجربی به‌دست آوردند. تحت این شرایط، مقدار ضریب نفوذ موثر آب در حدود 11-10×2.03 متر مربع بر ثانیه به‌دست آمد که مقداری بسیار شبیه به مقادیر اعلام‌شده برای محصولات مرتبط با صنایع کشاورزی می‌باشد. اطلاعات به‌دست‌آمده در این پژوهش می‌تواند برای استفاده از پارامترهای به‌دست‌آمده و تکنیک‌های استفاده‌شده برای توسعه تجهیزات و کنترل فرآیند در خشک کردن جلبک دریایی قرمز کمک زیادی کنند.

مقاله پژوهشی انگلیسی کشاورزی دیجیتال، هوشمند و دقیق

پیش‌بینی مقادیر شاخص SPAD با استفاده از طول موج غالب در ریزسبزی ماش

صفحه 57-69

https://doi.org/10.22067/jam.2025.89763.1284

رجب کولجو، احمد سوسلو

چکیده مقدار شاخص کلروفیل (تحلیل خاک و توسعه گیاه SPAD) پارامتر مهمی است که نشان‌دهنده محتوای کلروفیل، به‌ویژه در قسمت‌های سبز گیاهان است. دستگاه‌های مرسوم اندازه‌گیری SPAD، این مقدار را با اندازه‌گیری انتقال و جذب تابش قرمز و مادون قرمز در یک نقطه واحد (اندازه حسگر 2×3 میلی‌متر مربع) تعیین می‌کنند. با این حال، به‌دست آوردن یک مقدار جامع برای کل برگ نیاز به اندازه‌گیری‌های متعدد دارد که زمان پردازش را افزایش می‌دهد. در این مطالعه، یک روش غیرمخرب برای پیش‌بینی مقادیر SPAD با استفاده از تکنیک‌های پردازش تصویر برای تعیین مقادیر طول موج غالب از عکس‌های برگ توسعه داده شد. از یک جعبه تصویربرداری با نورپردازی LED سفید و شدت روشنایی 6000 لوکس برای گرفتن تصاویر از فاصله ثابت 15 سانتی‌متر استفاده شد. تصاویر با استفاده از نرم‌افزار Color Picker (2024) پردازش شدند، که در آن اجزای سبز برگ برای استخراج مقادیر طول موج غالب تحلیل شدند. نتایج نشان داد که مقادیر SPAD را می‌توان با استفاده از داده‌های طول موج غالب، با دقت 98.33 % برای مدل خطی (1.308 RMSE) و دقت 98.43% برای مدل چندجمله‌ای (5.476 RMSE) پیش‌بینی کرد. بررسی دقیق‌تر نشان داد که مدل خطی همبستگی دقیق‌تری ارائه می‌دهد. این رویکرد جدید، کارایی اندازه‌گیری SPAD را افزایش می‌دهد و جایگزینی سریع و غیرمخرب برای روش‌های مرسوم می‌باشد.

مقاله پژوهشی انگلیسی مهندسی سامانه‌ها

ارزیابی و بهینه‌سازی هزینه‌های سیستم مدیریت ماشین‌آلات کشاورزی در کارخانه قند آرجو دیدسا

صفحه 71-84

https://doi.org/10.22067/jam.2025.90012.1288

سراج کدیر بوسه، تِفِرا کِی. هوریسا، اسماعیل اِی. اسلمان

چکیده نظارت کارآمد بر ماشین‌ های کشاورزی در کارخانه‌های قند برای حفظ کیفیت محصول، مدیریت هزینه‌های عملیاتی و بهبود بهره‌وری بسیار مهم است. صنعت قند اتیوپی برای اقتصاد این کشور حیاتی است؛ با این حال، مشکلات مربوط به مدیریت ماشین‌ ها می‌تواند منجر به هزینه‌های نگهداری بالاتر و بهره‌وری عملیاتی پایین شوند. هدف این مطالعه، ارزیابی سیستم مدیریت ماشین‌ های کشاورزی در کارخانه قند آرجو دیدسا و بهینه‌سازی هزینه‌های عملیاتی است. بین سال‌های 2016 تا 2022، داده‌ها از طریق نظرسنجی، مصاحبه و مشاهدات عینی جمع‌آوری شدند. برای بهبود هزینه‌های جاری ماشین‌ ها، یک مدل خطی با استفاده از نرم‌افزار LINDO مورد مطالعه قرار گرفت. یافته‌ها نشان می‌دهند که از بین ماشین‌ های غیرفعال، 49% نیاز به تعمیر جزئی دارند و 14% غیرقابل تعمیر هستند و باید به‌طور کامل از چرخه حذف شوند. نرخ کار پیش‌بینی‌شده 35.33% از نرخ واقعی فراتر رفت. از بین وظایف، ریشه‌کنی با 5.73% کمترین اختلاف را با نرخ کار واقعی داشت، در حالی که کشت ردیفی با 67.21 % بیشترین اختلاف را با نرخ واقعی نشان داد. هزینه‌های اولیه تعمیر کمینه بودند، اما با افزایش سن تجهیزات، هزینه‌های تعمیر نیز افزایش یافتند. مدل بهینه‌سازی در سال زراعی 2021-2022 منجر به کاهش 10.60 درصدی هزینه‌های عملیاتی شد که اهمیت تخمین دقیق نرخ کار واقعی ماشین‌آلات و تحلیل عملکرد را برای افزایش بهره‌وری برجسته می‌کند. در این مطالعه، ناکارآمدی‌های اساسی در مدیریت ماشین‌آلات شناسایی شدند و بر نیاز به سیستم‌های تعمیر و نگهداری قوی و برنامه استراتژیک جایگزینی تجهیزات فرسوده تاکید می‌شود. بهینه‌سازی بهره‌وری عملیاتی برای بهبود بهره‌وری و کاهش هزینه‌ها در فرآیند تولید قند ضروری است.

مقاله پژوهشی انگلیسی ماشین‌های کشاورزی و غیر جاده‌ای

استفاده از روش سطح پاسخ برای پیش‌بینی تاثیر سطوح مختلف رطوبت بر چگالی ظاهری و مقاومت نفوذ خاک در شرایط عملیاتی مختلف

صفحه 85-100

https://doi.org/10.22067/jam.2024.90031.1290

مصطفى الموسى، صلاح العطب، سالم المالکی

چکیده خواص خاک از طریق تاثیر بر رشد و کیفیت محصول، نقش اساسی در موفقیت عملیات کشاورزی ایفا می‌کنند، زیرا توانایی آن‌ها در حفظ آب و جذب مواد مغذی را تعیین کرده و بر تهویه خاک و سیستم ریشه تاثیر می‌گذارند. هدف از این مطالعه، پیش‌بینی چگالی ظاهری و مقاومت در برابر نفوذ خاک در سطوح مختلف رطوبت در طول عملیات خاک‌ورزی است. این مطالعه شامل چهار سطح رطوبت: 7، 14، 22 و 28 درصد و سه نوع گاوآهن: گاوآهن برگردان‌دار، گاوآهن قلمی و گاوآهن بشقابی است. علاوه بر این، نمونه‌های خاک در دو عمق 15 سانتی‌متر و 30 سانتی‌متر جمع‌آوری شدند. تغییر در خواص فیزیکی خاک مورد مطالعه نیز در طول دوره‌های رشد محصول گندم (پس از خاک‌ورزی، ابتدای فصل و پایان فصل) اندازه‌گیری می‌شود. این مطالعه در منطقه قرنه، شمال استان بصره، عراق، در خاک لوم رسی انجام شده است. با تحلیل نتایج، معادلات ریاضی پیش‌بینی خواص مورد مطالعه با استفاده از روش سطح پاسخ به‌دست آمدند. نتایج به‌دست‌آمده نشان می‌دهند که رطوبت خاک در زمان شخم زدن، نوع شخم، عمق خاک و دوره رشد محصول تاثیر معنی‌داری بر چگالی ظاهری خاک و مقاومت نفوذ دارند. تیمار رطوبت 14% با ثبت کمترین چگالی ظاهری و کمترین مقاومت نفوذ به‌ترتیب با مقادیر 1.12 مگا‌گرم در مترمکعب و 1133 کیلونیوتن در متر مربع، تیمار برتر است. در حالی‌که تیمار رطوبت 28% بالاترین چگالی ظاهری و بالاترین مقاومت نفوذ به‌ترتیب با مقادیر 1.22 مگا‌گرم در مترمکعب و 1379 کیلونیوتن در مترمربع را به دنبال داشت. نتایج همچنین نشان می‌دهند که افزایش عمق خاک از 15 به 30 سانتی‌متر، چگالی ظاهری و مقاومت نفوذ خاک را به‌ترتیب 12 و 45.70 درصد افزایش می‌دهد. شخم زدن با گاوآهن بشقابی خواص خاک را بهبود می‌بخشد و کمترین چگالی ظاهری و مقاومت نفوذ به‌ترتیب با مقادیر 1.12 مگا‌گرم در مترمکعب و 1074 کیلونیوتن در مترمربع را دارد. در حالی‌که استفاده از گاوآهن قلمی منجر به ثبت بالاترین چگالی ظاهری و مقاومت نفوذ شد که به‌ترتیب به 1.22 مگا‌گرم بر مترمکعب و 1442 کیلونیوتن بر مترمربع رسید. در مورد گاوآهن برگردان‌دار، چگالی ظاهری و مقاومت نفوذ خاک به‌ترتیب به 1.18 مگا‌گرم بر مترمکعب و 1282 کیلونیوتن بر مترمربع رسید. دوره‌های رشد تاثیر معنی‌داری بر خواص خاک مورد مطالعه دارند، به‌طوری‌که در ابتدای فصل رشد کمترین چگالی ظاهری ثبت شد. چگالی ظاهری برای دوره‌های پس از شخم، در ابتدای فصل و پایان آن به‌ترتیب به 1.17، 1.13 و 1.23 مگا‌گرم بر مترمکعب رسید. در حالی‌که کمترین و مناسب‌ترین مقاومت نفوذ پس از شخم به‌دست آمد، در مقایسه با ابتدا و پایان فصل، مقادیر به‌ترتیب به 897، 1327 و 1573 کیلونیوتن بر مترمربع رسیدند. نتایج تجزیه و تحلیل داده‌ها نشان می‌دهد که مدل‌های ریاضی به‌دست‌آمده نتایجی با دقت و کارایی بالا در پیش‌بینی چگالی ظاهری و مقاومت خاک در برابر نفوذ تحت شرایط آزمایشگاهی ارائه می‌دهند، با ضریب تعیین (R2) بالا به‌ترتیب با مقادیر 0.6460 و 0.8114 برای چگالی ظاهری و مقاومت نفوذ خاک.

مقاله پژوهشی انگلیسی پایداری، زیست‌اقتصاد چرخشی و تاب‌آوری محیطی

تأثیر ترکیب‌‌های مختلف بیودیزل، بیواتانول و گازوئیل بر ارتعاشات موتور تراکتور با استفاده از RSM و ANFIS

صفحه 101-117

https://doi.org/10.22067/jam.2024.90096.1291

علی سفرنگیان، حسین جوادی کیا، لیلا ندرلو، مصطفی مصطفایی، سید سعید محتسبی

چکیده ارتعاشات ایجادشده در اثر استفاده از مخلوط‌های سوخت مختلف در موتور تراکتور می‌تواند منجر به سایش سریع قطعات موتور، افزایش قابل‌توجه هزینه‌های نگهداری و کاهش راحتی و ایمنی برای اپراتورها شود. امروزه سوخت‌های تجدیدپذیر، یعنی بیودیزل و بیواتانول، مورد توجه بسیاری از محققان قرار گرفته‌اند. در مطالعه حاضر، ارتعاشات موتور تراکتور MF285 در سه جهت، در دورهای 1000، 1600 و 2000 دور در دقیقه برای ده سطح سوخت مختلف حاصل از ترکیبات مختلف سوخت‌های بیودیزل، بیواتانول و دیزل اندازه‌گیری شد. برای تجزیه و تحلیل اثرات پارامترهای مربوطه بر ارتعاشات موتور، از روش سطح پاسخ (RSM) و سیستم استنتاج فازی شبکه عصبی مصنوعی (ANFIS) استفاده شد. نتایج به‌دست‌آمده نشان داد که افزایش دور موتور با افزایش ارتعاشات نسبت مستقیم دارد. علاوه بر این، سوخت دیزل خالص بخش عمده ارتعاشات را به خود اختصاص داده و B5E4D91 بیشترین ارتعاشات را در بین ترکیبات سوخت داشت. علاوه بر این، با افزایش بیودیزل در ترکیبات سوخت، ارتعاشات به‌طور معنی‌داری کاهش یافت. تحلیل بهینه‌سازی نشان داد که مؤثرترین سوخت‌ها، که کمترین سطح ارتعاش را نشان می‌دهند، از طریق RSM به نام B25E6D69 و از طریق ANFIS به نام B25E4D71 شناسایی شدند.

مقاله پژوهشی انگلیسی پایداری، زیست‌اقتصاد چرخشی و تاب‌آوری محیطی

ارزیابی پارامترهای انرژی و گازهای آلاینده برای خشک کردن سیب در خشک‌کن خورشیدی رفرکتنس ویندو مجهز به یک کلکتور خورشیدی سهموی خطی

صفحه 119-135

https://doi.org/10.22067/jam.2024.90300.1298

میلاد تیموری عمران، عزت اله عسکری اصلی ارده، علی متولی، ابراهیم تقی نژاد

چکیده در این مطالعه، فرآیند خشک کردن سیب با استفاده از یک خشک‌کن خورشیدی ترکیبی جدید، از نوع خشک‌کن ترکیبی رفرکتنس ویندو مجهز به کلکتور سهموی خطی مورد بررسی قرار گرفت. سینتیک خشک کردن، بازدهی انرژی و نقش خشک‌کن در کاهش مصرف انرژی و انتشار گازهای آلاینده ارزیابی شد. آزمایش‌های خشک کردن با سه منبع انرژی شامل انرژی تجدیدناپذیر مرسوم (RW)، خشک کردن با کمک خورشیدی (PRW) و خشک کردن کامل خورشیدی (SRW) انجام شد. میانگین بازده اپتیکی نوری و بازده حرارتی کلکتور PTC در طول ساعات آزمایش به‌ترتیب  62.01% و 49.31% به‌دست آمد. کمترین مصرف انرژی ویژه در روش SRW به میزان (kWh kg-1) 10.24به‌دست آمد. علاوه بر این، نتایج نشان داد که انرژی خورشیدی برای روش‌های خشک کردن ترکیبی PRW-65، PRW-75، PRW-85 و روش تماما خورشیدی SRW به‌ترتیب 54.91، 52.62، 48.85 و 70.30% از مصرف انرژی کل را به خود اختصاص داده و به همین مقدار از مصرف انرژی‌های تجدیدناپذیر کاهش دادند. با استفاده از کلکتور خورشیدی در روش‌های خشک کردن PRW و SRW، انتشار CO2 به‌ترتیب 54.64 و 80.94% در مقایسه با روش RW معمولی کاهش یافت. به‌طور کلی، به‌کارگیری انرژی خورشیدی در روش‌های PRW و SRW باعث بهبود پارامترهای انرژی و کاهش انتشار آلاینده‌ها در طول فرآیند خشک‌کردن شد.

مقاله پژوهشی انگلیسی 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

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.

مقاله پژوهشی انگلیسی مهندسی زیستی و سامانه‌های زیستی

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

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.

مقاله پژوهشی انگلیسی مهندسی پس‌ از برداشت، و فرآوری محصولات کشاورزی

ارزیابی غیرمخرب کیفیت داخلی میوه سیب با استفاده از توموگرافی پرتو ایکس

صفحه 167-181

https://doi.org/10.22067/jam.2025.90983.1317

رسول خدابخشیان، رضا باغبانی

چکیده در این مطالعه، از توموگرافی کامپیوتری پرتو ایکس به‌عنوان یک روش غیرمخرب برای ارزیابی کیفیت داخلی میوه سیب استفاده شد. برای این منظور، سه واریته سیب محلی شامل: رد دلیشز، گلدن دلیشز و گلاب انتخاب شدند. عدد CT تصاویر، که میزان جذب پرتو ایکس را نشان می‌دهد، با استفاده از نرم‌افزار K-PACS استخراج شد. پارامترهای کیفیتی مانند میزان محتوای مواد جامد محلول، اسیدیته قابل تیترات، شاخص طعم و pH واریته‌های مورد مطالعه اندازه‌گیری شد. رابطه بین پارامترهای کیفیت و عدد CT به‌دست‌آمده از تصاویر توموگرافی میوه‌ها در قالب مدل‌های رگرسیون خطی مورد بررسی قرار گرفت. بر اساس نتایج، همبستگی بین عدد CT و پارامترهای کیفیت در تمامی مدل‌ها بیشتر از 0.900 بود. برای واریته‌های مختلف، عدد CT همبستگی مثبتی با میزان اسیدیته قابل تیترات، شاخص طعم، pH و مواد جامد محلول داشت. روابط ارزیابی پارامترهای کیفیتی مربوط به واریته رد دلیشز بیشترین دقت را داشت (با ضرایب تبیین 0.952، 0.964، 0.941 و 0.969 به‌ترتیب برای میزان شاخص طعم، مواد جامد محلول، اسیدیته و pH). برای تمامی واریته‌ها، بیشترین همبستگی بین میزان pH و عدد CT مشاهده شد (با ضرایب تبیین 0.969، 0.972 و 0.996 به‌ترتیب برای واریته‌های رد دلیشز، گلدن دلیشز و گلاب). این نشان می‌دهد که توموگرافی پرتو ایکس می‌تواند به‌طور قابل‌اعتمادی ویژگی‌های کیفیت داخلی را بدون آسیب رساندن به میوه‌ها ارزیابی کند. مدل‌های رگرسیون خطی ایجادشده، روش معتبری و قابل بازتولید برای ارزیابی غیرمخرب کیفیت میوه سیب ارائه می‌دهند.

مقاله پژوهشی انگلیسی مهندسی پس‌ از برداشت، و فرآوری محصولات کشاورزی

خواص مهندسی گوجه‌فرنگی تحت تاثیر تابش التراسونیک و شرایط بسته‌بندی در طول دوره نگهداری

صفحه 183-201

https://doi.org/10.22067/jam.2025.91308.1324

رشید غلامی، احمد نورمحمدی، ابراهیم احمدی، حکمت ربانی

چکیده در این پژوهش تابش التراسونیک (US)، نوع فیلم بسته‌بندی، کنترل اتمسفر داخل بسته‌ها و کنترل دمای نگهداری به‌منظور انبارداری گوجه‌فرنگی مورد استفاده قرار گرفت. نیمی از نمونه‌ها تحت تابش التراسونیک قرار داده شدند و سپس با استفاده از فیلم پلی‌اتیلن (PE) و پلی‌اتیلن مجهز به 2% ذرات نانو رس (نانو فیلم) تحت شرایط اتمسفر معمولی و اتمسفر اصلاح‌شده (5% O2 + 3% CO2) بسته‌بندی شدند. نمونه‌ها در دماهای 25 درجه سلیسیوس و 4 درجه سلیسیوس و به مدت 28 روز نگهداری شدند. در طول دوره نگهداری خواص فیزیکی شامل: رطوبت و شاخص‌های رنگ، خواص شیمیایی شامل: pH، مواد جامد محلول (TSS)، لیکوپن و فنل کل و خواص مکانیکی شامل نیروی نفوذ و مدول الاستیسیته به‌صورت هفتگی ارزیابی شدند. نتایج نشان داد که دوره نگهداری اثر مخربی بر روند تغییرات خواص داشته است. استفاده از اتمسفر اصلاح‌شده، دمای مناسب ذخیره‌سازی، و استفاده از تیمار اولتراسونیک و نانوفیلم به‌طور موثری سبب حفظ کیفیت محصول و کنترل خواص آن می‌شوند. نتایج تحلیل آماری نشان داد که تیمارهای مورد استفاده تاثیر موثری در سطح 1% و 5% بر اکثر خواص اندازه‌گیری‌شده داشته‌اند. از طرف دیگر شبکه عصبی مصنوعی (ANN) به‌منظور پیش‌بینی داده‌ها مورد استفاده قرار گرفت و مشخص شد که بهترین ساختار برای پیش‌بینی خواص فیزیکی، مکانیکی و شیمیایی گوجه‌فرنگی 5-10-11 بوده است. اکسیژن و دی‌اکسید کربن با دقت بالایی (ضریب همبستگی 0.93 و 0.86) پیش‌بینی شدند که نشان از عملکرد مناسب شبکه عصبی مصنوعی در پیش‌بینی این پارامترها با ساختار معرفی‌شده دارد.

مقاله پژوهشی انگلیسی مهندسی سامانه‌ها

ارزیابی انرژی و اقتصادی سیستم‌های تولید زیتون: مقایسه‌ای از استراتژی‌های مدیریت علف‌های هرز شیمیایی، مکانیکی و تلفیقی

صفحه 203-222

https://doi.org/10.22067/jam.2025.91522.1329

بهنام محمدی، علیرضا یوسفی، مجید نامداری، مسلم حیدری

چکیده این مطالعه مصرف انرژی و عملکرد اقتصادی سه روش کنترل علف‌های هرز در باغ‌های زیتون شهرستان طارم، استان زنجان را با تمرکز بر کشاورزی پایدار ارزیابی می‌کند. هدف، ارزیابی بهره‌وری انرژی و مقرون‌به‌صرفه‌بودن سیستم‌های مختلف مدیریت علف‌های هرز است. این تحلیل شامل کنترل شیمیایی علف‌های هرز (سیستم I)، کنترل مکانیکی (سیستم II) و روش تلفیقی علف‌های هرز (سیستم III) است. داده‌ها از طریق مصاحبه با 50 باغدار زیتون جمع‌آوری شد. نتایج نشان می‌دهد که کل مصرف انرژی در سیستم III (93,069.16 مگاژول در هکتار) بالاترین و در سیستم I (64,297.16 مگاژول در هکتار) پایین‌ترین میزان را داشت. سیستم I همچنین بهره‌وری انرژی برتر (0.74)، انرژی خروجی (47,648.40 مگاژول در هکتار) و بهره‌وری انرژی (0.06 کیلوگرم در مگاژول) را نشان داد و آن را به قابل‌اجراترین گزینه برای بهینه‌سازی مصرف انرژی تبدیل کرد. از نظر اقتصادی، سیستم I بالاترین سود خالص (4,662.28 دلار در هکتار) و نسبت سود به هزینه (2.16) را ایجاد کرد و از سیستم‌های II (3,073.31 دلار در هکتار؛ نسبت سود به هزینه: 2.16) و III (2,953.57 دلار در هکتار؛ نسبت سود به هزینه: 1.97) عملکرد بهتری داشت. این مطالعه نتیجه می‌گیرد که سیستم I، با استفاده کارآمد از انرژی‌های تجدیدپذیر، از نظر عملکرد انرژی و اقتصادی، قابل‌اجراترین گزینه است و تعادلی بین ورودی انرژی کم و بازده بالا ایجاد می‌کند، بنابراین سود را به حداکثر و هزینه‌های تولید را به حداقل می‌رساند. این یافته‌ها بر اهمیت انتخاب روش‌های مناسب کنترل علف‌های هرز برای بهینه‌سازی مصرف انرژی و کاهش هزینه‌های کلی تولید در کشت زیتون تأکید می‌کنند.

مقاله مروری انگلیسی کشاورزی دیجیتال، هوشمند و دقیق

مروری بر یادگیری ماشین برای تشخیص آفات گوجه‌فرنگی

صفحه 223-244

https://doi.org/10.22067/jam.2025.90762.1314

ام. کِرتیواسان، اس. کوکیلاوانی، ام. شانتی، گا. دیباکاران، آر. پنگایار سلوِی، ام. مورُوگان، تی. ایلایاباراتی، پی. اس. شانموگام، ام. سلوِوا کومار

چکیده تاثیر یک مولفه جوی یا متغیر هواشناسی بر میزبان، پاتوژن یا تعامل آن‌ها در محیط‌های کنترل‌شده، بخش عمده‌ای از تاثیر تغییرات اقلیمی بر آفات و بیماری‌های گیاهان را به خود اختصاص داده است. تغییرات اقلیمی می‌تواند منجر به تغییراتی در مراحل و سرعت رشد آفات و بیماری‌ها، مقاومت میزبان و فیزیولوژی تعاملات میزبان-پاتوژن یا میزبان-آفت شود که می‌تواند باعث آسیب قابل‌توجه و کاهش عملکرد محصول گوجه‌فرنگی گردد. در سال‌های گذشته، رویکردهای مختلف در پیش‌بینی دقیق آفات و بیماری‌ها ناموفق بوده‌اند. ولی پیشرفت قابل‌توجه در شبکه‌های عصبی کانولوشن عمیق (DCNN)، باعث ایجاد انقلابی در تشخیص زودهنگام آفات و بیماری‌ها در محصولات کشاورزی شده است. این مدل‌های هوش مصنوعی با تجزیه و تحلیل مقادیر زیادی از داده‌های اقلیمی حال حاضر و گذشته، در کنار شناسایی اشیا و طبقه‌بندی تصاویر، می‌توانند شیوع بیماری‌ها را با دقت چشمگیری پیش‌بینی کنند. با این حال، درک ریزاقلیم خاص مناسب برای هر آفت و بیماری برای مداخله موثر بسیار مهم است. ترکیب دو عنصر داده‌های اقلیمی با پردازش تصویر، یک رویکرد قدرتمند و هدفمند برای حفاظت از محصولات ایجاد می‌کند. یک سیستم هشداردهنده می‌تواند به کاهش استفاده از آفت‌کش‌ها کمک کند و در نتیجه هزینه تولید محصول و آلودگی محیط‌زیست را کاهش دهد. برای پیش‌بینی بهتر آفات و بیماری‌ها در شرایط مختلف، باید از سرورهای ابری مناسب و شبکه‌های حسگر مبتنی بر اینترنت اشیا استفاده کرد.

مقاله کوتاه انگلیسی مهندسی تاب‌آوری، ریسک و عدم‌قطعیت در سامانه‌های کشاورزی

تأثیر تغییرات آب و هوایی بر امنیت غذایی در کشورهای با درآمد متوسط و کم: مطالعه موردی: ‌غنا و ویتنام

صفحه 245-265

https://doi.org/10.22067/jam.2024.89769.1281

تری تای تروونگ، جُوئل سلاسی نورتی، تای هونگ نگوین

چکیده تغییرات آب و هوایی، به‌عنوان یک معضل نگران‌کننده در سراسر جهان، تاثیر قابل‌توجهی بر کشاورزی داشته است. عامل اصلی این موضوع امنیت غذایی به‌ویژه در حوزه تولید و قیمت مواد غذایی است. این مطالعه چگونگی تاثیر تغییرات آب و هوایی بر امنیت غذایی در ویتنام و غنا را ارزیابی می‌کند، کشورهایی که کشاورزی در آن‌ها برای رشد اقتصادی- اجتماعی ضروری است. روش‌های اصلی مطالعه شامل تکنیک‌های قوم‌نگاری و مصاحبه‌های عمیق با 50 کشاورز از هر کشور است؛ در مجموع 100 کشاورز. نتایج نشان می‌دهد که تولیدات کشاورزی و سلامت دام در این مناطق به‌طور قابل‌توجهی تحت تاثیر افزایش دما و الگوهای بارندگی نامنظم است. کشاورزان ویتنامی عمدتا با سیل، افزایش سطح دریا و نفوذ آب شور مواجه هستند که تولید برنج در دلتای مکونگ را به خطر می‌اندازند، در حالی‌که کشاورزان غنا بیشتر تحت تاثیر خشکسالی هستند که میزان آب موجود برای کشاورزی دیم را محدود می‌کند. پایداری امنیت غذایی، مستلزم رعایت مواردی از جمله تناوب کاشت، استفاده از محصولات جایگزین و مقاوم و همچنین بهبود فناوری‌های کشاورزی برای مقابله با این خطرات است. نتایج این مطالعه ضرورت اقدامات تطبیقی مانند سیستم‌های آبیاری پیشرفته، بذرهای مقاوم به خشکی و سیستم‌های هشدار اولیه تغییرات شدید آب و هوایی را برجسته می‌کند. برای مقابله با آسیب‌های ناشی از تغییرات آب و هوایی، این نتایج می‌توانند به دولت‌ها، سهامداران کشاورزی و مصرف‌کنندگان کمک کنند تا سیاست‌ها و شیوه‌هایی را توسعه دهند که کیفیت و ثبات غذا را بهبود می‌بخشند.