كيفيت سنجي غير مخرب ارقام مختلف هلو به روش فتو آكوستيك

Non-destructive quality assay of different peach cultivars by photoacoustic method

بازگشت به نشريه جستجو در اين نشريه 🔍 پژوهش‌هاي مكانيك ماشينهاي كشاورزي Journal of Materials Science: Materials in Electronics دوره‌ها 8 شماره‌ها 25 مقالات 272دسترسي آزاد 66 كيفيت سنجي غير مخرب ارقام مختلف هلو به روش فتو آكوستيك دريافت: 1399/6/13 | پذيرش: 1400/1/20 | انتشار: 1400/4/29 DOI نويسندگان نادر ساكنيان دهكردي1*، طيبه رهنما2، رحيم ابراهيمي3، احسان فروزمهر4، محمد مرادي5 1-دانشگاه شهركرد،n.sakenian@gmail.com 2-دانشگاه شهركرد،tayebeh.rahnama@gmail.com 3-دانشگاه شهركرد،rahim.ebrahimi@gmail.com 4-دانشگاه صنعتي اصفهان،eforoozmehr@cc.iut.ac.ir 5-دانشگاه شهركرد،moradi@sci.sku.ac.ir 95 تعداد دريافت چكيده امروزه سنجش كيفيت و ميزان نگهداري ميوه‌ها و سبزي‌ها نقش اساسي در كشاورزي مدرن دارد. فتوآكوستيك روشي نوين در تشخيص غير مخرب خصوصيات مواد بيولوژيكي مي‌باشد، كه در آن از انرژي نور براي توليد امواج فراصوت در مواد مختلف استفاده مي‌شود. شكل موج فراصوت دريافتي حاوي اطلاعات مفيدي در مورد خواص بافتي محيط جاذب مي‌باشد. اين مطالعه به سنجش كيفيت سه رقم هلو در طول دوره نگهداري آنها با استفاده از روش غيرمخرب فتوآكوستيك در مقايسه با روش مخرب نفوذسنجي پرداخته است. بدين منظور سامانه اي براي توليد موج فراصوت با استفاده از تابش پالس ليزر با طول موج 1064نانومتر پياده سازي شد. ماكزييم دامنه سيگنال فتوآكوستيك و زمان وقوع اين دامنه از نمونه هاي آزمايشي استخراج گرديد. همچنين با آزمون نفوذ سنجي جداگانه، ميزان سفتي و ضريب كشساني بر روي همان نمونه ها اندازه گيري شد. با انتخاب فاكتور هاي رقم هلو، اندازه و زمان نگهداري، اطلاعات بدست آمده در قالب طرح آزمايشي كاملاً تصادفي با 5 تكرار مورد تحليل قرار گرفت. سرانجام ميانگين هاي دو دسته از داده هاي بدست آمده از دو آزمون با بررسي ضرايب همبستگي نيز مورد مقايسه قرار گرفتند. نتايج نشان داد كه در تمامي منابع تغيير در شاخص هاي اندازه گيري به استثناي فاكتور اندازه در شاخص ماكزيمم سيگنال بين ميانگين هاي شاخص ها در سطح 5% اختلاف معني دار وجود دارد. با گذشت زمان، شاخص ميزان ماكزيمم دامنه سيگنال كاهش يافت. هرچه اندازه نمونه بيشتر شده ميزان زمان ماكزيمم دامنه بيشتر افزايش يافته است. بين دو سطح نگهداري تفاوت معني دار وجود داشت. بين فاكتور هاي نوع هلو و زمان نگهداري اثر متقابل وجود داشت. نتايج نشان مي دهد، در اندازه هاي بزرگتر ميزان ضريب كشساني كاهش داشته است. مقايسه ميانگين هاي فاكتور نوع هلو در شاخص سفتي نشان داد در هر سه سطح تفاوت معني‌دار وجود دارد. بيشترين مقدار در رقم بلخي و كمترين مقدار سفتي به رقم زعفراني اختصاص داشت. ساز و كار سيگنال فتوآكوستيك توليد شده توسط تابش ليزر بر سطح ماده، وابسته به خواص مكانيكي ماده تحت تابش و خواص منبع نوري است، بنابراين تغيير در دامنه سيگنال، متأثر از موج فشاري اوليه ناشي از تابش ليزر بر سطح بافت است. بر اساس نتايج به دست آمده زمان وقوع ماكزيمم سيگنال، شاخص مناسبي براي بررسي و ارزيابي كيفيت بافت ميوه هلو در طول دوره نگهداري آن مي‌باشد. نتايج حاصل از بررسي همبستگي بين پارامترهاي دو آزمون‌ نشان داد كه بالاترين ضريب همبستگي بين سفتي بافت و ماكزيمم دامنه سيگنال فتوآكوستيك براي سه رقم است، به طوريكه رقم بلخي داراي بالاترين ضريب همبستگي برابر 821/0 بود. اين نتايج، اعتبار روش اندازه گيري غيرمخرب و غير تماسي كيفيت بافت را اثبات مي‌كند.

Quality assay and caring of fruit and vegetables has basic role on modern agricultures today. Photoacoustics is a new method of non-destructive detection of the properties of biological materials, in which light energy is used to produce ultrasonic waves in various materials.The received ultrasound waveform contains useful information about the textural properties of the adsorbent medium. This research investigated and evaluated the quality of three peach cultivars during their storage period using non-destructive photoacoustic method in comparison with destructive penetration method. For this purpose, a system for ultrasound wave generation was implemented using laser pulse radiation with a wavelength of 1064 nm. The maximum amplitude of the photoacoustic signal and the time of occurrence of this amplitude were extracted from the experimental samples. Also, by separate penetration test, the amount of firmness and modulus of elasticity were measured on the same samples. By selecting the factors of peach cultivar, size and caring time, the obtained data were analyzed in a completely randomized experimental design with 5 replications. Finally, the means of the two sets of data obtained from the two tests were compared by examining the correlation coefficients. The results showed that in all sources of variables in the measurement indices except the size factor in the maximum signal index there is a significant difference between the averages of the indices at the level of 5%. Over time, the maximum signal amplitude index decreased. As the sample size increases, the maximum amplitude time value increases more. There was a significant difference between the two levels of care. There was an interaction between factor of peach cultivar and factor of caring time. The results showed that the modulus of elasticity decreased in larger sizes. Comparison of the means of peach cultivar factor in firmness index showed that there is a significant difference in all three levels. The highest amount was in Balkhi cultivar and the lowest amount was in Zafarani cultivar. The mechanism of the photoacoustic signal produced by laser radiation on the surface of the material depends on the mechanical properties of the irradiated material and the properties of the light source. Therefore, the change in signal amplitude is affected by the initial pressure wave caused by the laser radiation on the surface of texture. Based on the results, the time of occurrence of the maximum signal is a good indicator to assess the quality of peach fruit texture during its care period. The results of correlation between the data of the two tests showed that the highest correlation coefficient between texture of firmness and the maximum amplitude of the photoacoustic signal is for three cultivars. So that Balkhi cultivar had the highest correlation coefficient equal to 0.821. These results prove the validity of non-destructive and non-contact measurement methods in texture quality.