دانلود تحقیق استفاده از طیف سنجی رامان برای بررسی غیرمخرب پارامترهای کیفی میوه گوجه‌ فرنگی

Word 308 KB 6385 10
مشخص نشده مشخص نشده کشاورزی - دامپروری
قیمت: ۲,۰۰۰ تومان
دانلود فایل
  • بخشی از محتوا
  • وضعیت فهرست و منابع
  •       تنوع و فراوانی پارامترها و ویژگی های کیفی محصولات کشاورزی، مهمترین دلیل توسعه انواع روشهای غیر مخرب بوده است. در سالهای اخیر دید ماشین، روشهای اپتیکی چون اسپکتروسکوپی رامان، NMR و NIR ، انتشار صوت، روش فراصوت و غیره، در حال گسترش و توسعه می‌باشد که هر کدام برای اندازه‌گیری پارامتر کیفی خاصی کاربرد دارند. برای درجه بندی میوه‌ها روش های مختلفی به کار برده می‌شود که اغلب آن ها مخرب و یا کند می‌باشند ولی اندازه‌گیری سریع،‌ غیر مخرب و دقیق عامل های کیفی میوه‌ها از جمله میوه گوجه فرنگی نظیر میزان مواد جامد محلول،‌ pH و رنگ از اهمیت بالایی برخوردار می‌باشد. برای همین منظور از روش‌های مختلفی می توان استفاده نمود. از مدرنترین روش‌های مذکور می توان به طیف‌سنجی لیزری رامان اشاره کرد. این روش با توجه به بکارگیری انواع لیزرها، بلورهای غیرخطی برای ایجاد طول موج‌های مختلف مورد نیاز، ابزار آشکار سازی و استفاده از نرم افزارهای مدرن به طور وسیعی در زمینه‌های مختلف علوم، مهندسی، پزشکی و کشاورزی کاربرد پیدا کرده است و با توجه به مزایای چشمگیر آن در قیاس با روش پرکاربرد NIR توانسته است جایگاه خاصی در تحقیقات حاضر در زمینه کشاورزی پیدا نماید. در تحقیق حاضر با استفاده از روش طیف‌سنجی رامان اندازه‌گیری غیر مخرب پارامترهای کیفی میوه گوجه‌فرنگی انجام شده است. نتایج حاصل نشان دادند که وجود کارتنوئیدهای لیکوپن و کاروتن به عنوان مهم ترین رنگدانه‌های موجود در گوجه فرنگی به خوبی توسط طیف‌های به دست‌آمده اثبات شد به طوری که هر سه منطقه مشخصه کارتنوئیدها در تمامی طیف‌ها قابل تمییز بود. همچنین طیف‌سنجی انجام شده در این تحقیق وجود کربوهیدرات‌ها را نیز با ارتعاش C-H بروز داد. بدین ترتیب با اطمینان می‌توان از روش مذکور جهت درجه‌بندی غیر مخرب پارامترهای خارجی (مانند رنگ میوه به عنوان مهمترین شاخص رسیدگی گوجه فرنگی) و داخلی (مانند میزان مواد جامد محلول) بهره جست.

     

    کلیدواژه: طیف‌ سنجی رامان، میوه گوجه‌ فرنگی، ارزیابی غیر مخرب، پارامتر های کیفی

     

     

    مقدمه

    مروری بر روشهای غیرمخرب و سایر روشهای اپتیکی

         آزمایشاتی غیرمخرب محسوب می‌شوند که اثرات مخرب فتوفیزیکی، حرارتی، شیمیایی، مکانیکی و فتوشیمیایی نداشته باشند [21]. روشهای متعددی تاکنون برای کیفیت سنجی غیر مخرب محصولات کشاورزی ابداع شده‌اند که تنها برخی از آنها توانسته شرایط فوق را برآورده ساخته و از لحاظ فنی و صنعتی توجیه داشته باشند. روشهای اپتیکی، مکانیکی، شیمیایی و امواج الکترومغناطیسی و صوتی در توسعه آزمونهای غیرمخرب نقش اساس داشته‌اند. اما روشهای بکار رفته قادرند پارامترهای محدودی از میوه‌ها را کاوش کنند. بنابراین لازم است شرایط حاکم در این روشها به دقت بررسی شده و در گزارش یا ثبت نتایج آزمایش لحاظ شوند. برای مثال اندازه‌گیری رنگ در گوجه‌فرنگی برای تخمین رسیدگی و زمان برداشت کافی است [4]، پس می‌توان با اندازه‌‌گیری یک پارامتر (رنگ) توسط طیف مرئی یا پردازش تصویر، تخمین مناسبی از وضعیت بیولوژیکی گوجه‌فرنگی حاصل نمود. همچنین در روشهای غیر مخرب ممکن است بیش از یک فاکتور بر داده بدست آمده تأثیر بگذارد که اندازه‌گیری را با خطا مواجه خواهد ساخت و به همین دلیل این سیستم‌ها نیاز به کالیبراسیون (واسنجی)‌ قوی خواهند داشت. در ذیل، سامانه‌های غیر مخرب رایج در کشاورزی به اختصار شرح داده می‌شوند.

         از سال 1980، روش غیر مخرب NIRS در تعیین برخی خصوصیات میوه‌ها مانند سفتی، میزان مواد جامد محلول، رنگ، نشاسته و اسیدیته بکار رفته است. طیف NIRS طول موجهای بین 750 تا 2500 نانومتر(1-cm 4000، 12500) را پوشش می‌دهد. این روش برای تعیین ترکیبات شیمیایی شامل گروههای OH- ، CH-، NH- مناسب است. امروزه استفاده از این فن‌آوری در بررسی خصوصیات داخلی میوه‌ها به حالت صنعتی نیز رسیده است و به عنوان مثال برای هلو، مرکبات و هندوانه سامانه‌های جداسازی[1] طراحی شده است که مبنای درجه‌بندی و یا جداسازی آنها، طیف سنجی عبوری و یا بازتابی NIR است. منبع نور اغلب طیف سنجهای NIR، لامپ‌های هالوژن می‌باشد. مشکل اصلی، نفوذ کم این نور در داخل میوه عنوان شده است. یک راه حل این مشکل استفاده از لامپ‌هایی با توان بالاست که ایجاد تأثیرات فتوشیمیایی و فتوفیزیکی بر روی میوه مشکل اصلی آن خواهد بود. اما استفاده از دیودهای لیزری راه‌حل دیگری است که در دست مطالعه است. از طرفی استفاده از طیف سنج‌های قابل حمل[2] نیز رایج شده و حتی به صورت تجاری عرضه شده است که واسنجی (کالیبراسیون) و استاندارد کردن آنها موضوع مورد مطالعه سالهای اخیر بوده است [11]. مقالات متعددی در زمینه کاربرد NIRS در میوه‌ها چاپ شده است.

     تاکنون کاربردهای زیادی از تکنیک NMR و MRI در کشاورزی گزارش شده است. کارآیی این تکنیک در محصولات آبدار بیشتر می‌باشد. زیرا هسته‌های هیدروژن پاسخ خوبی به میدانهای مغناطیسی نشان می‌دهند [8]. اختلالات موجود در توزیع آب، صدمات ناشی از سرد شدن، لهیدگی، فساد، حضور حشرات و غیره را می‌توان باNMR  کاوش نمود. به طور کلی روشهای MRI و NMR به دلیل گران بودن و پیچیدگی استفاده وسیعی نداشته و در کشاورزی توجیه صنعتی نداشته است. اما در علم پزشکی به خصوص در کاوش تومورها، تجهیزات ارزان قیمت و ساده نیز عرضه شده‌اند که تصویر‌برداری NMR و MRI کاربردهای تجارتی فراوانی داشته‌اند و در نتیجه به روش رایج تبدیل گشته‌اند [10].

     در بین روشهای غیر مخرب، روش MRI دارای بیشترین دقت است، ولی یکی از معایب مهم آن تأثیر مهم زیاد سرعت اندازه‌گیری بر دقت دستگاه است. بنابراین سرعت اندازه‌گیری، پایین خواهد بود. همچنین برای میوه‌های با درصد رطوبت پایین روش مناسبی توصیه نشده است. با این حال، روش MRI و NMR توانایی زیادی در ارزیابی کیفیت درونی میوه‌جات و سبزیجات به خصوص اندازه‌گیری رطوبت و روغن دارند [4].

         تکنیک دید ماشین (Machine Vision) یکی از نخستین روشهای ارزیابی محصولات کشاورزی بوده است و عمده کاربرد گسترده آن با پیشرفت و توسعه سامانه‌های سخت‌افزاری پردازش تصویر توام شده است. در حال حاضر، دید ماشین به طور وسیعی در کشاورزی و ارزیابی محصولات استفاده می‌شود. در مجموع می‌توان گفت بیشترین کاربرد این تکنیک در سیستم‌های درجه‌بندی محصولات کشاورزی، تشخیص رنگ، عیوب ظاهری و بافت بوده است.

     علاوه بر میوه‌ها، انواع گوشت، پیتزا و لاشه‌های حیوانات نیز مورد مطالعه بوده است [12]. از مهمترین مزایای این روش می‌توان سرعت تولید دادهای توصیفی از محصول، کاهش حجم کاری توسط کاربر، اقتصادی بودن و آسانی، غیر مخرب و بی‌زیان بودن، دارای سیستم کنترلی پایدار را نام برد. اما در مقابل معایبی نیز دارد. برای مثال، سیستم نورپردازی در این روش بایستی بسیار دقیق بوده و باالطبع در محیط‌های مختلف، متفاوت خواهد بود. همچمنین در نورپردازی غیرساختاری، تشخیص شی با مشکلاتی مواجه می‌باشد. علاوه براین، کار در شرایط کم‌نور و تاریک بسیار دشوار خواهد شد [7].

  • فهرست:

    ندارد.


    منبع:

     

    1-سی ان بنول. 1381. مبانی طیف‌سنجی مولکولی. ترجمه اسلامپور، ر. و حسن‌پور، م. مشهد. انتشارات آستان قدس رضوی، 422 صفحه.

    2- توکلی هشجین، ت. 1382. مکانیک محصولات کشاورزی. ترجمه. تهران، نشر خدمات فرهنگی سالکان. 528 صفحه.

    3-پی آر کری. 1379. کاربرد بیوشیمیایی اسپکتروسکویپهای رامان و رزونانس رامان. ترجمه قیامتی یزدی، ا. مشهد، نشر مشهد. 251 صفحه.

     

    4-Abbott, J.A., Lu, R., Upchurch, B.L. and Stroshine, R.L. 1997. Technologies for nondestructive quality evaluation of fruits and vegetables. Horticulture Review, 20: 1-120.

     

    5-Anonymous. 2006. Raman spectroscopy: a complex technology moving from lab to the clinic ? and before too long, the marketplace. Available on-line at: http://www.opticsreport.com/content/

     

    6-Anonymous 1999. Tomatoes: Licopersicon esculentum. USDA nutrient database for standard reference, release 13.

     

    7-Brosnan, T. and Sun, D.W. 2002. Inspection and grading of agricultural and food products by computer vision systems-a review. Computers and Electronics in Agriculture 36: 193-/213.

     

    8-Butz, P., Hofmann, C. and Tauscher, B. 2005. Recent developments in noninvasive techniques for fresh fruit and vegetable quality analysis. Journal of Food Science, 70(9): 131-141.

     

    9-Camelo, A.F.L. and Gomez, P.A. 2004. Comparison of color indexes for tomato ripening. Horticultura Brasileira, Brasília,22 (3):.534-537.

     

    10-Chen, H C., Chen, X D. and Lu, Q P. 2006. BP-ANN Application to the Model Establishment of Determination Wheat Protein Using Near Infrared Spectroscopy. Journal of Physics: Conference Series, 48: 29–35.

     

    11-Dardenne, P., Cowel, A., Berzaghi, P., Flinn, P.C., Lagerholm, M., Shenk, J.S. and Westerhaus, M.O. 2002. Standarisation of near infrared instruments, influence of the calibration methods and the size of the cloning set. In: Davies, A.M.C. and Cho, R.K., editors. Near infrared spectroscopy: Proceedings of the 10th Intl. Conference. Charlton, Chichester. U.K.: NIR Publications, 23-28.

     

    12-Du, C.J. and Sun, D.W. 2004. Recent developments in the application of image processing techniques for food quality wvaluation. Foof Science & Technology, 15: 230-249.

     

    13-Edwards, H.G.M., Munshi, T. and Anstis, M. 2005. Raman spectroscopic characterisations and analytical discrimination between caffeine and demethylated analogues of pharmaceutical relevance. Spectrochimica Acta, Part A, 61: 1453–1459

     

    14-Gao, X., Heinemann, P.H. and Irudayaraj, J. 2003. Non-destructive apple bruise on-line test and classification with raman spectroscopy. American Society of Agricultural and Biological Engineers, ASAE Annual Meeting, St. Joseph, Michigan. Paper No: 033025.

     

    15-Gniadecka, M., Philipsen, P. A., Sigurdsson, S., Wessel, S., Nielsen, O. F., Christensen, D. H., Hercogova, J., Rossen, K., Thomsen, H. K., Gniadecki, R., Hansen, L. K. and Wulf, H. C. 2004. Melanoma Diagnosis by Raman Spectroscopy and Neural Networks: Structure Alterations in Proteins and Lipids in Intact Cancer Tissue. Journal of Investigative Dermatology, 122 (2): 443-449(7).

     

    16-Gniadecka, M. Wulf, H. C. Mortensen, N. N. Nielsen, O. F. Christensen, D. H. 1998. Diagnosis of Basal Cell Carcinoma by Raman Spectroscopy. Journal of Raman Spectroscopy, 28(2-3): 125-129.

     

    17-Lai, A., Santangelo, E., Soressi, G.P. and Fantoni, R. 2007. Analysis of the main secondary metabolites produced in tomato (Lycopersicon esculentum, Mill) epicarp tissue during fruit ripening using florouscence techniques. Postharvest Biology and Technology, 43: 335-342.

     

    18-Lewis, I.R. and Edwards, H.G.M. 2001. Handbook of raman spectroscopy, from the research laboratory to the process line. Marcel Dekker, Inc. USA.

     

    19-Petrich, W. 2001. Mid-infrared and raman spectroscopy for medical diagnostics. Applied Spectroscopy Review, 36 (2-3): 181-237.

     

    20-Schrader, B., Klumpb, H.H., Schenzelc, K. and Schulz, H. 1999a. Non-destructive NIR FT Raman analysis of plants. Journal of Molecular Structure, 509: 201–212.

     

    21-Schrader, B., Dippel, B., Erb, I., Keller, S., Lochte, T., Schulz, H., Tatsch, E. and Wessel, S. 1999b. NIR Raman spectroscopy in medicine and biology: results and aspects. Journal of Molecular Structure, 480–481: 21–32

     

    22-Schulz, H., Schutze, W. and Baranska, M. 2006. Fast determination of cartenoids in tomatoes and tomato products by raman spectroscopy. ISHS Acta Horticulture, 712. IV International Conference on managing Quality in Chains.

     

    23-Schulz, H. and Baranska, M. 2007. Identification and quantification of valuable plant substances by IR and Raman spectroscopy. Vibrational Spectroscopy, 43: 13-25.

     

    24-Withnall, R., Chowdhry, B.Z., Silver, J., Edwards, H.G.M. and de Oliveira, L.F.C. 2003. Raman spectra of carotenoids in natural products. Spectrochimica Acta, Part A, 59: 2207_/2212.

     

    25-Zhang, P.X., Zhou, X., Cheng, A.Y.S. and Fang, Y. 2006. Raman spectra from pesticides on the surface of fruits. Journal of Physics: Conference Series, 28: 7-11.

    ندارد.

چکیده در این مقاله به توصیف چگونگی طراحی و پیاده سازی یک سیستم خبره جهت ارزیابی ابزارهای تأیید و اعتبارسنجی دانش سیستم های هوشمند می پردازیم. امروزه مسائل تأیید و اعتبارسنجی دانش سیستم های هوشمند از اهمیت بالایی برخوردار است که به موجب آن ابزارهای تأیید و اعتبارسنجی دانش سیستم های هوشمند نیز جزء مسائل پر اهمیت محسوب شده و در نتیجه پیاده سازی یک سیستم ارزیابی ابزارهای مذکور از ...

مقدمه: سدها به عنوان منابع ذخیره سازی و انحراف آب و کنترل سیلاب های مخرب و تولید انرژی الکتریکی و بسیاری موارد دیگر ، طراحی و ساخته می شوند، لذا این سازه ها عامل مهمی در توسعه ظرفیت رودخانه با اهداف کشاورزی، تأمین آب شرب شهرها و روستاها ،و سایر پروژه های اقتصادی محسوب می گردند و بدین لحاظ سدها باید در طول سالیان متمادی در برابر بارهای نسبتاً بزرگ که توسط آب و سایر عوامل ایجادمی ...

کیفیت آب و آلودگی های آن مقدمه آب فراوانترین مایع در کره زمین است و ما با آن سروکار زیادی داریم. این ارتباط زیاد ما با این مایه حیات باعث گردیده که به بسیاری از خواص و مشخصات آن توجه داشته باشیم. جالب است که بدانیم بعضی از خواص آب با هر مایع دیگری متفاوت است. آب از ترکیب هیدروژن معمولی با اکسیژن 16، که فرمول کلی H2O نشان داده می شود، تشکیل شده و سایر ترکیبات آن بسیار جزئی می ...

حساسيت نسبي محصول دانه گندم بهاري و پارامترهاي کيفيت در کاهش رطوبت خلاصه : فشار رطوبت بر محصول و کيفيت کاربر نهايي گندم atricum aestivum L تاثير ميگذارد.مطالعات قبلي ثبات محصول و ارکيبات محصول را در فشار رطوبت ارزيابي کردند. اين بررسي ثبات پارامتر

بازرسی فنی از لحاظ زمانی به چهار دسته تقسیم میشود: الف-بازرسی قبل از ساخت ب- بازرسی حین ساخت پ-بازرسی بعد از ساخت ت-بازرسی دوره ای (نگهداری) قبل از ساخت بازرس فنی موظف است که طراحی ها و نقشه ها را چک کند و مقادیر کمی و کیفی ساخت را محاسبه نماید.اینکار از طریق استانداردهای معرفی شده در ذیل انجام میگردد.مثلا بررسی فرمهای wps و pqr ارائه شده توسط شرکت سازنده. حین ساخت باید به نحوه ...

در اين مقاله به توصيف چگونگي طراحي و پياده سازي يک سيستم خبره جهت ارزيابي ابزارهاي تأييد و اعتبارسنجي دانش سيستم هاي هوشمند مي پردازيم. امروزه مسائل تأييد و اعتبارسنجي دانش سيستم هاي هوشمند از اهميت بالايي برخوردار است که به موجب آن ابزارهاي تأيي

چکیده جهت یک طبقه‌بندی صحیح اشکال در بلعیدن غذا، تحقیقات مفید و سودمند ریخت‌شناسی که قادر به تحلیل ساختارهای تشریحی دستگاه گوارش باشد، بدون شک ضروری است، اما مهمترین بررسی‌ها، بررسی کاربردی نظیر ویدئوفلورسکوپی، ارزیابی فایبر اپتیک آندوسکوپیک بلعیدن، سینتی گرافی اروفارینو گلویی (حلقی)، فشارسنجی و pHسنجی است. نتایج این آزمایشات در مورد بیمارانی که از ناراحتی‌های بلعیدن رنج ...

چکیده تحقیق حاضر به بررسی و شناخت نیازهای آموزشی - ترویجی کیویکاران استان مازندران (شهرستانهای تنکابن و چالوس) پرداخته است. این تحقیق از نوع کاربردی و به روش توصیفی، همبستگی می باشد که شیوه اجرای آن به صورت میدانی و با استفاده از پرسشنامه صورت گرفته است. جامعه آماری این تحقیق شامل 7132 نفر از کیویکاران شهرستانهای تنکابن وچالوس در سال زراعی 1385-1384 می باشد و در همین راستا جمعیت ...

مديريت بحرانهاي صنعت گردشگري: تحليل GGE از حادثه 11 سپتامبر شواهد زيادي وجود دارد که کاهش تقاضاي ناگهاني و غيرمنتظره اي در صنعت گردشگري يک يا چند کشور به وجود مي آيد. سياست گذاران با وضعي خطرناک مواجه شده اند بدين ترتيب که چگونه مي توانند چنين بحران

کشور ايران به لحاظ موقعيت خاص جغرافيايي، در اکثر مناطق، از اقليمي خشک و نيمه خشک برخوردار بوده که همه ساله با وقوع سيلابهاي فصلي با خسارتهاي جبران¬ناپذيري مواجه است. تحقيق حاضر به مکان¬يابي زيرحوز¬هاي موثر بر دبي اوج و حجم سيل، و اولويت¬بندي زماني و

ثبت سفارش
تعداد
عنوان محصول