پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهرانمهندسی بیوسیستم ایران2008-480352420211222Construction of a Solar Pond and Evaluation of Its Performance with Phase Change Materialsساخت استخر خورشیدی و ارزیابی عملکرد آن با استفاده از مواد تغییر فاز دهنده5295488506610.22059/ijbse.2021.318968.665388FAاحسانفارسیجانیدانشجوی دکتری رشته مهندسی مکانیک بیوسیستم گرایش انرژیهای تجدید پذیر، دانشکده مهندسی و فناوری کشاورزی، دانشگاه تهران، ایرانحسینمبلیاستاد گروه مهندسی مکانیک ماشینهای کشاورزی، دانشکده مهندسی و فناوری کشاورزی، دانشگاه تهران، ایران0000-0003-3822-8804مرتضیآغباشلودانشیار گروه مهندسی مکانیک ماشینهای کشاورزی، دانشکده مهندسی و فناوری کشاورزی، دانشگاه تهران، ایران0000-0001-8534-4686Journal Article20210222Due to the absence of the sun from sunset to sunrise, the use of energy storage systems is of considerable importance. In this research, a solar pond with a circular cross-section with a diameter of 110 and a height of 120 cm was constructed. In this pond, to extract heat from its lower area, an internal and external heat exchanger was considered, which transferred heat from the solar pond to the consumer by circulating fluid in this area. To receive stable heat, paraffin wax phase change materials were used in the external heat exchanger. The tests were performed and analyzed in two days, without paraffin wax and with it. The thermal discharge period of paraffin wax lasted about 12 hours. To analyze the temperature difference of the external heat exchanger, the data were analyzed using a t-test in two independent groups using SPSS 16 software at a significant level (Pبا توجه به عدم حضور خورشید از غروب تا طلوع، استفاده از سامانههای ذخیرهسازی انرژی اهمیت قابل توجهی پیدا میکنند. در این پژوهش یک استخر خورشیدی با مقطع دایرهای به ارتفاع 120 و قطر 110 سانتیمتر ساخته شده و استحصال گرما در آن توسط مبدلهای گرمایی داخلی و خارجی از ناحیه پائینی استخر انجام شد. برای دریافت پایدار گرما، در مبدل گرمایی خارجی از پارافین واکس به عنوان ماده تغییر فاز دهنده (PCM) استفاده گردید. آزمونها در دو روز، بدون ماده PCM و با PCM بررسی و تحلیل شدند. تخلیه گرمایی پارافین واکس حدود 12 ساعت زمان برد. به منظور تحلیل تفاوتهای دمایی نقطه مرجع مبدل گرمایی خارجی، دادهها با استفاده از آزمون تی در دو گروه مستقل از طریق نرم افزار SPSS 16 در سطح معناداری (P˂ 0.05) مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت (t= 2.09 , p=0.04) که این اختلاف معنادار شد. بازده انرژی سامانه بدون PCM و با PCM به ترتیب 0/76% و 6/84% بدست آمد لذا در آزمایش با استفاده از مواد تغییر فاز دهنده بازده انرژی بیشتری حاصل شد. همچنین بازده اکسرژی سامانه در آزمایش بدون PCM و با استفاده از PCM به ترتیب 9/11% و 9/15% بدست آمد که نشان میدهد با مواد تغییر فاز دهنده بازده اکسرژی بیشتری حاصل میشود.https://ijbse.ut.ac.ir/article_85066_ab8463803f87756648f6a534936573e8.pdfپردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهرانمهندسی بیوسیستم ایران2008-480352420211222Design, Construction, and Performance Evaluation of a Conical Hazelnuts Cracker Machineطراحی، ساخت و ارزیابی عملکرد دستگاه فندقشکن مخروطی5495658506810.22059/ijbse.2021.319365.665391FAعلی ماشاءالهکرمانیهیات علمی، گروه فنی کشاورزی، پردیس ابوریحان، دانشگاه تهران، تهران، ایران0000-0001-8276-7237حسینمافیمدرس و سرپرست کارگاه ماشین ابزار هنرستان فنی شهید چمران قزوینJournal Article20210302In this research, to breaking the hard woody shell of hazelnuts to obtain the whole and health kernels the conical hazelnut cracker prototype machine with the vertical shaft was designed, constructed, and evaluated. Calculations of the design and manufacturing this machine were performed based on data on the physical and mechanical properties of hazelnuts. The working principle used for this process was based on two coaxial conical shells, which the external shell was fixed on the chassis, and the internal shell named rotor was driven by a vertical shaft. The hazelnut kernels in the space between the two cones in the active area of fracture are affected by the compressive and shear forces and the wood shell is broken and the kernel is removed healthy. Performance evaluation of machine was conducted as a factorial experiment in the form of a CRD with three factors of the moisture content (MC) of hazelnuts in two levels of 5.0% and 8.5% wet basis, the size class (SC) of hazelnut in three levels of small (size < 14 mm), medium (14 mm ≤ size < 16 mm) and large (size ≥ 16 mm), and the rotor rotational speed (RRS) at three levels of 150, 200 and 250 rpm. Results showed that MC and SC have significantly effects on the percent of the intact kernel and the overall losses at the level of 1%, but the RRS had no significant effect on them. In general, the percentage of the intact hazelnuts at 5% and 8.5% MC were 86.1% and 92.1%, respectively. The performance of the hazelnut cracker machine in producing the intact kernel for the size classes of the small, medium, and large was 87.2%, 89.5%, and 90.6%, respectively.در این تحقیق به منظور شکستن پوسته سخت و خشبی فندق و خارج کردن مغز به صورت سالم و کامل از آن، دستگاه فندقشکن مخروطی با محور عمودی طراحی، ساخت و ارزیابی گردید. در طراحی و ساخت دستگاه فندقشکن محاسبات و طراحی دستگاه بر اساس دادههای خواص فیزیکی و ملاحظات خواص مکانیکی فندق انجام شد. اساس کار دستگاه برای انجام این فرآیند بر اساس دو پوستۀ مخروطی هم محور است که مخروط خارجی (ضد کوبنده) روی شاسی ثابت و مخروط داخلی (کوبنده) با محور عمودی دارای حرکت دورانی است. دانههای فندق در فضای بین دو مخروط در ناحیه فعال شکست تحت اثر نیروهای فشاری و برشی قرار گرفته و پوسته چوبی شکسته شده و مغز به صورت سالم خارج شود. عملکرد دستگاه در قالب آزمایش فاکتوریل با طرح پایۀ کاملاً تصادفی با سه فاکتور، رطوبت فندق در دو سطح 5/8 و 0/5 درصد (بر پایه تر)، طبقۀ اندازۀ فندق در سه سطح اندازهبندی ریز (کوچکتر از 14 میلیمتر)، متوسط (بزرگتر از 14 و کوچکتر از 16 میلیمتر) و درشت (بزرگتر از 16 میلیمتر) و سه سطح سرعت دورانی 150، 200 و 250 دور در دقیقه با سه تکرار انجام شد. نتایج نشان داد که اثر رطوبت و طبقه اندازه فندق بر درصد مغزهای سالم و تلفات کلی مغز در سطح 1 درصد معنیدار بود، لکن اثر سرعت دورانی معنیدار نشد. به طور کلی درصد فندق سالم در رطوبتهای 5 و 5/8 درصد به ترتیب 1/86 و 1/92 درصد بود. عملکرد دستگاه در تولید مغز سالم برای طبقه اندازهای ریز، متوسط و به ترتیب 2/87، 5/89 و 6/90 درصد بود.https://ijbse.ut.ac.ir/article_85068_4c0c136649f4ae15620039bccbc2e0ec.pdfپردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهرانمهندسی بیوسیستم ایران2008-480352420211222Developing the Microwave- Hot Air Dryer with Power Density Control System Using Kinetic Modeling of Banana Sliceتوسعه خشککن مایکروویو- جریان هوای گرم با سامانه کنترل چگالی توان برای مدلسازی سینتیک خشک شدن برگه موز5675848506910.22059/ijbse.2021.310800.665344FAمعصومهسبزواریگروه مهندسی بیوسیستم، دانشکده کشاورزی، دانشگاه کردستان، سنندج، ایرانناصربهروزی خزاعیگروه مهندسی بیوسیستم، دانشکده کشاورزی، دانشگاه کردستان، سنندج، ایران0000-0001-6095-2343حسیندرویشیگروه مهندسی بیوسیستم، دانشکده کشاورزی، دانشگاه کردستان، سنندج، ایران0000-0003-1496-7565Journal Article20201013A microwave-hot air dryer with online microwave power density control was developed for banana slice drying in the present study. This dryer consisted of the online mass measurement, imagining unit, and microwave power control circuit systems. The microwave power control system was set with an Arduino board, SSR relay, and control program in MATLAB environment. Experiments with five levels of fixed power density (4, 5, 6, 7, and 8 Wg-1) were done for examining the kinetics of moisture content and microwave power during the drying process. Also, an image processing algorithm was investigated for measuring the burning percentage of banana slices. For modeling of moisture content kinetics, seven mathematical models were nominated. Results showed that the Logarithmic model could predict the drying kinetics of banana slices better than the other models with the highest R2 (0.9966-0.9831) and lowest RMSE (0.01646-0.02679). Also, the trend of microwave power with time for constant remaining the microwave power density during the drying process such as moisture content variation in all experiments was exponential. Quality evaluation of the final product showed that treatments with power densities of 6, 7, and 8 had 12, 24, and 29% burns, respectively, compared to treatments of 4 and 5 without burns.در این پژوهش یک خشککن مایکروویو-جریان هوای گرم با سامانه کنترل برخط چگالی توان برای خشک کردن برگه موز توسعه داده شد. این خشککن دارای بخشهای اندازهگیری برخط جرم، تصویربرداری و مدارکنترل توان مایکروویو میباشد. کنترل توان مایکروویو توسط یک سامانه شامل برد آردینو، رله حالت جامد (SSR) و برنامه کنترلی در محیط MATLAB انجام گرفت. در این پژوهش آزمایشها با پنج سطح چگالی توان ثابت 4، 5، 6، 7 و 8 وات بر گرم برای بررسی سینتیک تغییرات محتوای رطوبتی و توان ورودی به مایکروویو انجام گرفت. همچنین یک الگوریتم پردازش تصویر برای محاسبه درصد سوختگی برگههای موز توسعه داده شد. برای مدلسازی تغییرات محتوای رطوبتی از 7 مدل ریاضی استفاده شد. نتایج نشان داد که مدل لگاریتمی با بیشترین مقادیر R2 (9831/0-9966/0) و کمترین مقادیر RMSE (01646/0- 02679/0) دارای بهترین دقت مدلسازی برای دادهها آزمایشگاهی میباشد. همچنین روند تغییرات توان با زمان برای ثابت ماندن چگالی توان در حین فرآیند، مانند تغییرات محتوای رطوبتی در همه تیمارها شکل نمایی به خود گرفت. ارزیابی کیفی محصول نهایی نشان داد که تیمارهای با چگالی توان 6، 7 و 8 بترتیب دارای 12، 24 و 29 درصد سوختگی در مقایسه با تیمارهای 4 و 5 وات بر گرم بدون سوختگی بودند.https://ijbse.ut.ac.ir/article_85069_f461709397a90f8a9897db781a84c83d.pdfپردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهرانمهندسی بیوسیستم ایران2008-480352420211222Production of Functional Low-Fat Yogurt Fortified with Soy Protein Isolateتولید ماست کمچرب فراسودمند غنیشده با ایزوله پروتئین سویا5855988507010.22059/ijbse.2021.312193.665350FAلیلاکریمیگروه علوم و صنایع غذایی، واحد خوی، دانشگاه آزاد اسلامی، خوی، ایرانمهنازمنافی دیزج یکانگروه علوم و صنایع غذایی، واحد خوی، دانشگاه آزاد اسلامی، خوی، ایران0000-0002-4179-7090Journal Article20201019The purpose of this study was to produce the low fat yogurt using soy protein isolate. The soy protein isolate in concentrations of 0.5, 1.0 and 1.5 was used in low-fat yogurt formulation and the physicochemical properties (pH, acidity, non fat dry matter, syneresis, viscosity) and microbial (growth of mold and yeast) and sensory properties (color, firmness, taste, sourness, spiciness, oldness and moldy and overall appearance) were evaluated on 1, 7, 14 and 21 days of storage. The results showed that with increase in soy protein isolate concentration, acidity, non fat dry matter and viscosity were significantly increased and the yogurt syneresis was significantly decreased, while it had no significant effect on pH (p > 0.05). The most desirable sensory properties were observed in the first days in the control and samples containing 0.5 and 1.0% soy protein isolate (p < 0.05). The results showed that the use of soy protein isolate due to its nutritious compounds can be considered as an offer in the industrial production of functional low fat yogurt.هدف این پژوهش تولید ماست فراسودمند با استفاده از ایزوله پروتئین سویا بود. از سطوح 5/0، 0/1 و 5/1 درصد (حجمی/وزنی) ایزوله پروتئین سویا در ماست کمچرب استفاده شد و ویژگیهای فیزیکی شیمیایی (pH، اسیدیته، ماده خشک بدون چربی، آباندازی، ویسکوزیته)، میکروبی (کپک و مخمر) و حسی (رنگ، سفتی، طعم، ترشی، تندی، کهنگی و کپکی و پذیرشکلی) در روزهای اول، هفتم، چهاردهم و بیست و یکم بررسی شد. نتایج نشان داد که افزایش غلظت ایزوله پروتئین سویا موجب افزایش معنیدار اسیدیته، ماده خشک بدون چربی و ویسکوزیته و کاهش معنیدار در آباندازی ماست شد، اما بر pH تاثیر معنیدار نداشت (05/0 > p). مطلوبترین ویژگیهای حسی در روزهای اول آزمون و در نمونههای ماست کنترل و نمونههای حاوی 5/0 و 0/1 درصد ایزوله پروتئین سویا مشاهده شد (05/0 < p). نتایج نشان داد که استفاده از ایزوله پروتئین سویا میتواند به دلیل وجود ترکیبات تغذیهای مناسب به عنوان یک پیشنهاد در تولید صنعتی ماست کم چرب فراسودمند در نظر گرفته شود.https://ijbse.ut.ac.ir/article_85070_dc8a5dcdfa51f300d4869d51d73f05c7.pdfپردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهرانمهندسی بیوسیستم ایران2008-480352420211222Role of Ultrafiltration Process in Pomegranate Juice Clarification: Quality and Rheological Indices and Bioactive Compoundsنقش فرآیند اولترافیلتراسیون در شفافسازی آب انار: شاخصهای کیفی و رئولوژیکی و ترکیبات زیست فعال5996118507110.22059/ijbse.2021.320603.665398FAصمدبدبدکگروه علوم و صنایع غذایی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی اهر، دانشگاه تبریز، تبریز، ایرانبیوک آقافرمانیگروه علوم و صنایع غذایی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی اهر، دانشگاه تبریز، تبریز، ایرانJournal Article20210621 In this study, the effect of ultrafiltration membrane clarification process on quality indices, bioactive compounds and rheology of pomegranate juice was investigated. For this purpose, after clarification of pomegranate juice by classic method, the juice was treated by ultrafiltration clarification and the effect of operating parameters such as temperature (20 and 30°C) and pressure (1.5, 2.0 and 2.5 bar) on clarity, viscosity, pectin, anthocyanin, phenol, tannin and DPPH radical scavenging activity of pomegranate juice was studied. The results showed that treatments of temperature 20°C and pressure 2 bar and temperature 30°C and pressure 2 bar had the lowest (2.8%) and highest (14.3%) reduction in total anthocyanin, respectively. The treatments temperature 20°C and pressure 2 bar and temperature 30°C and pressure 2 bar had the lowest (6564 mg/L) and highest (5697 mg/L) total phenol content, respectively. The highest reduction of total tannin was observed for treatment temperature 20°C and pressure 2.5 bar (49.7%). The results showed that in all treatments, pectin amount had been reduced over 98% and also, the maximum clarity (96.5%) was observed in sample temperature 20°C and pressure 2.5 bar. In addition, the results showed that an increase in pressure from 1.5 to 2.5 bar led to a significant decrease in viscosity in both temperatures of 20 and 30°C (p < 0.05). Finally, it was concluded that treatment temperature 20°C and pressure 2.5 bar in ultrafiltration membrane clarification are suitable for pomegranate juice clarification.در این تحقیق تاثیر فرآیند شفافسازی غشایی اولترافیلتراسیون بر شاخصهای کیفی، ترکیبات زیست فعال و ویسکوزیته آب انار مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور، آب انار پس از پیش تیمار اولیه با روش کلاسیک شفافسازی تحت تیمار شفافسازی اولترافیلتراسیون قرار گرفت و اثر شاخصهای عملیاتی شامل: دما (20 و 30 درجهسلسیوس) و فشار (5/1، 0/2 و 5/2 بار) بر شفافیت، ویسکوزیته، محتوی پکتین، آنتوسیانین، فنول، تانن و درصد مهار رادیکالهای آزاد DPPH آب انار مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج نشان داد که از نظر آنتوسیانین کل، تیمارهای دمای 20 درجه سلسیوس و فشار 0/2 بار و دمای 30 درجه سلسیوس و فشار 0/2 بار به ترتیب کمترین (8/2 درصد) و بیشترین (3/14 درصد) کاهش را داشتند. میزان فنول کل تیمارهای دمای 20 درجه سلسیوس و فشار 0/2 بار و دمای 30 درجه سلسیوس و فشار 0/2 بار به ترتیب کمترین (6564 میلیگرم بر لیتر) و بیشترین (5697 میلیگرم بر لیتر) مقدار بود. بیشترین کاهش در تانن کل در تیمار دمای 30 درجه سلسیوس و فشار 5/2 بار (50 درصد) بود. نتایج نشان داد که در همه تیمارها مقدار پکتین بیش از 98 درصد کاهش یافت و بیشترین شفافیت (5/96 درصد) نیز در تیمار دمای 20 درجه سلسیوس و فشار 5/2 بار مشاهده شد. بعلاوه، نتایج نشان داد افزایش فشار از 5/1 بار به 5/2 بار باعث کاهش معنیدار مقدار ویسکوزیته در دمای 20 و 30 درجه سلسیوس شد (05/0><em>p</em>). در نهایت، نتیجهگیری شد که تیمار دمای 20 درجه سلسیوس و فشار 5/2 بار در شفافسازی غشاء اولترافیلتراسیون برای فرآیندآب انار مناسب میباشد.https://ijbse.ut.ac.ir/article_85071_ba78e843f28bc3cb6c9bc56471eb7c92.pdfپردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهرانمهندسی بیوسیستم ایران2008-480352420211222Development and Calibration of a Discrete Element Model for Penetration Test in Cohesive Soilتوسعه و واسنجی یک مدل اجزا گسسته آزمون فروسنجی در خاک چسبنده6136338507210.22059/ijbse.2021.323522.665408FAمصطفیبهرامیدانشجوی دکتری- گروه مهندسی مکانیک بیوسیستم، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد، ایرانمجتبینادری بلداجیگروه مهندسی مکانیک بیوسیستم، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد، ایرانداودقنبریانگروه طراحی صنعتی، دانشگاه هنر، تهران، ایرانJournal Article20210516Cone penetration test is one of the methods widely used for measuring the<strong> </strong>soil mechanical strength. It can also be used as a simple method to calibrate soil parameters in the discrete element method (DEM) simulations. In this study, a DEM model for the interaction of a cone penetrometer with a clay loam soil was developed and the possibility of finding relationships between the cone index and the parameters of the model for different levels of moisture and soil density was investigated. A hybrid contact model, hysterical spring - linear cohesion was used to simulate the soil. Sensitivity analysis of the model parameters showed cohesion, coefficient of internal friction and particle yield strength are the most important parameters affecting the cone index. Laboratory cone penetration tests using a tension-compression loading frame were performed in remolded soil at two moisture contents of 11 and 16% each at two bulk densities of 1000 and 1150 kg m<sup>-3</sup>. By fitting the measured and simulated cone index- depth profiles, values for particle yield strength were obtained which showed a strong correlation (R<sup>2</sup> = 0.97) with the maximum cone index in the tested soils. The results were validated using plate sinkage test. As a general conclusion, the cone penetration test can be used to calibrate the yield strength of soil particles in the discrete element simulations.یکی از روشهای متداول اندازهگیری مقاومت مکانیکی خاک، آزمون فروسنجی است. از این آزمون همچنین میتوان بهعنوان یک روش ساده برای واسنجی پارامترهای خاک در شبیهسازی با روش اجزا گسسته (DEM) استفاده نمود. در این مطالعه، یک مدل اجزا گسسته برای برهمکنش فروسنج با خاک لوم رسی توسعه داده شد و ارتباط بین شاخص مخروط و پارامترهای مدل اجزا گسسته با تغییر رطوبت و چگالی ظاهری خاک بررسی گردید. مدل تماسی هیبریدی فنر هیسترتیک – چسبندگی خطی برای شبیهسازی خاک استفاده شد. تحلیل حساسیت پارامترهای مدل نشان داد که چسبندگی، ضریب اصطکاک داخلی و استحکام تسلیم ذرات از مهمترین پارامترهای اثرگذار بر شاخص مخروط هستند. آزمونهای آزمایشگاهی با یک مخروط استاندارد با استفاده از دستگاه کشش- فشار در خاک قالبگیری شده در دو رطوبت 11 و 16 درصد، هر کدام در دو سطح جرم مخصوص ظاهری 1000 و 1150 کیلوگرم بر متر مکعب انجام شد. با انطباق رابطه شاخص مخروط- عمق اندازهگیری شده و شبیهسازی شده، مقادیری برای تنش تسلیم ذرات استخراج گردید که همبستگی بسیار قوی (97/0R<sup>2</sup>=) با بیشینه شاخص مخروط نشان داد. این نتایج با آزمون نشست صفحهای در خاک نیز اعتبارسنجی شد. بهعنوان یک نتیجهگیری کلی، آزمون فروسنجی را میتوان برای واسنجی تنش تسلیم ذرات خاک در مدل اجزا گسسته به کار گرفت.https://ijbse.ut.ac.ir/article_85072_7c0e23fc31362383af116b51e1ce8e7a.pdf