Стаття

Отримано 05.10.2023

Доопрацьовано 31.01.2024

Прийнято 12.03.2024

Взято з Том 28, № 1, 2024

Сторінки 29 -39

Hruban, V., Pastushenko, A., Khramov, M., Lymar, O., & Sukovitsyna, I. (2024). Study of mechanical and technological properties of seed fruits of vegetable and melon crops. Ukrainian Black Sea Region Agrarian Science, 28(1), 29-39. https://doi.org/10.56407/bs.agrarian/1.2024.29

Дослідження механіко-технологічних властивостей насіннєвих плодів овоче-баштанних культур

Василь Грубань Андрій Пастушенко Микита Храмов Олександр Лимар Ірина Суковіцина

Аналіз літературних джерел свідчить, що виробництво насіннєвого матеріалу овоче-баштанних культур є однією з важливих проблем, яке існує в галузі переробки сільськогосподарської продукції. Актуальним питанням є отримання насіння огірка та дині з погляду на обсяги їх вирощування в Україні. Для дослідження процесів подрібнення плодів та отримання насіння у сільському господарстві ключовими параметрами є динамічний коефіцієнт тертя, коефіцієнт об’ємної деформації та коефіцієнт статичного навантаження, але існуючі методи та обладнання обмежуються визначенням граничних значень показників, не дозволяючи повноцінне вивчення динаміки змін властивостей на різних етапах технологічного процесу. Для вирішення цього, пропонується розробка нових методик, зокрема використання комп'ютерного моделювання, що дозволить детальніше вивчити та оптимізувати фізико-механічні властивості та їх зміни. Метою статті було провести дослідження фізико-механічних властивостей плодів овочевих культур, які мають найбільший вплив на якість технологічного процесу подрібнення насіння плодів та попереднього отримання насіння. Дослідження проводилося в проблемній науково-дослідній лабораторії інженерно-енергетичного факультету Миколаївського національного аграрного університету. Використовувалися експериментальні установки для визначення динамічного коефіцієнта тертя насіння дині та огірка, прилад для визначення початкової щільності насіннєвих плодів та прилад для визначення залежності деформації насіння від стискаючого навантаження. Експериментальні дані свідчать, що найоптимальніші показники статичного коефіцієнта тертя в залежності від виду поверхні для насінників огірка та дині є перфоровані решета, значення яких відповідно складають – 0,75 та 0,85. Оптимальні значення показників динамічних коефіцієнтів тертя для огірка має поверхня з перфорованого решета – 0,69 та для дині з алюмінію – 0,88. Залежність лінійної деформації насіннєвих плодів від питомого тиску збільшується з 0,9 до 3,6. Значення деформації плоду від стискаючого навантаження змінюються в межах від 4,1 до 24,6. Дослідження, що наведенні в статті мають практичне значення і можуть бути використані в галузі сільськогосподарського виробництва та при розробці нових інженерних рішень

насінник; експериментальні дослідження; поверхня; залежність

[1] Devi, T.B., & Mani, I. (2017). Study of engineering properties of vegetable seeds for design of seed dryer. Indian Journal of Agricultural Sciences, 87(10), 1307-1313. doi: 10.56093/ijas.v87i10.74923.

[2] DSTU 8439:2015 “Seeds of Vegetable and Melon Plants and Fodder Roots. Documentation”. (2017, July). Retrieved from https://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page?id_doc=80194.

[3] Fang, Y., Yang, F., & Li, X. (2020). Detection of damage on the surface of Korla Fragrant pear using hyperspectral images. Laser & Optoelectronics Progress, 57(14), 173-179. doi: 10.3788/LOP57.141017.

[4] Gorzelany, J., Belcar, J., Kuźniar, P., Niedbała, G., & Pentoś, K. (2022). Modelling of mechanical properties of fresh and stored fruit of large cranberry using multiple linear regression and machine learning. Agriculture, 12(2), article number 200. doi: 10.3390/agriculture12020200.

[5] Havrysh, V., Kalinichenko, A., Szafranek, E., & Hruban, V. (2022). Agricultural land: Crop production or photovoltaic power plants. Sustainability, 14(9), article number 5099. doi: 10.3390/su14095099.

[6] Hou, J., Hu, W., Zhang, L., Ren, Z., Sun, Q., & Wang, W. (2021). Mechanical properties of mulberry fruit under compression and nuclear magnetic resonance tests. Journal of Food Process Engineering, 44(11), article number e13856. doi: 10.1111/jfpe.13856.

[7] Hu, G., Bu, L., Zhang, E., Kou, Q., Cheng, Y., Zhao, J., & Chen, J. (2021). Experimental research of anisotropic mechanical properties and drop test of apples. Journal of Agricultural Mechanization Research, 43(4), 154-160. doi: 10.13427/j.cnki.njyi.2021.04.028.

[8] Kim, N., Norinskiy, A., Gorbenko, N., & Gorbenko, E. (2013). Analysis of the means of mechanization for the production of melon seeds. Motrol, 15(2), 191-196.

[9] Kononov, Yu., & Lymar, A. (2020). On the stability of coupled oscillations of the elastic bottom of a rigid rectangular channel and ideal liquid. Journal of Theoretical and Applied Mechanics, 50(3), 292-303. doi: 10.7546/JTAM.50.20.03.06.

[10] Li, B., Zhang, F., Liu, Y., Yin, H., Zou, J., & Ou-yang, A. (2022). Quantitative study on impact damage of yellow peach based on hyperspectral image information combined with spectral information. Journal of Molecular Structure, 1272, article number 134176. doi: 10.1016/j.molstruc.2022.134176.

[11] Neamtallah, M., Kholief, R., Hegazy, R., & Abdelmotaleb, I. (2017). Manufacturing and evaluation of prototype for melon seed extraction. Misr Journal of Agricultural Engineering, 34(2), 699-724. doi: 10.21608/mjae.2017.96458.

[12] Pathania, K., Kaur, N., Kaur, D., & Singh, R. (2022). Mobilization of fruit pulp reserves towards seeds in cucumber (Cucumis sativus L.) fruits harvested at variable developmental stages. Plant Physiology Reports, 27, 268-274. doi: 10.1007/s40502-022-00667-8.

[13] Secretariat of the Convention on Biological Diversity. (2011). Convention on Biological Diversity. Montreal: Secretariat of the Convention on Biological Diversity.

[14] Serhiienko, V., Borzykh, O., Tkalenko, H., & Balan, H. (2023). Control of white cabbage diseases using biologicals. Vegetable and Melon Growing, 73, 81-88. doi: 10.32717/0131-0062-2023-73-81-88.

[15] Shebanin, V., Atamanyuk, I., Gorbenko, O., Kondratenko, Y., & Dotsenko, N. (2019). Mathematical modelling of the technology of processing the seed mass of vegetables and melons. Food Science and Technology, 13(3), 118-126. doi: 10.15673/fst.v13i3.1480.

[16] Stropek, Z., & Gołacki, K. (2020). Bruise susceptibility and energy dissipation analysis in pears under impact loading conditions. Postharvest Biology and Technology, 163, article number 111120. doi: 10.1016/j.postharvbio.2020.111120.

[17] Ternavskyi, A., Shchetyna, S., Slobodianyk, H., Ketskalo, V., & Zabolotnyi, O. (2022). Influence of various forms of absorbent and mulching materials on the yield of vining cucumber and fruit quality in the Forest-Steppe of Ukraine. Scientific Horizons, 25(3), 42-54. doi: 10.48077/scihor.25(3).2022.42-54.

[18] Xia, A., Zhang, Y., Zhao, L., & Qin, P. (2021). Simultaneous, rapid and nondestructive determination of moisture, fat content and storage time in leisure dried tofu using LF-NMR. Analytical Sciences: The International Journal of the Japan Society for Analytical Chemistry, 37(2), 301-307. doi: 10.2116/analsci.20p223.

[19] Yang, Y., Yu, S., Lee, B., Hong, Z., Xiao, A., Yang, L., & Su, G. (2021). Study on the effect of different harvest periods on the static pressure damage of Korla fragrant pear. Packaging and Food Machinery, 39(4), 6-11. doi: 10.3969/j.issn.1005-1295.2021.04.002.

[20] Yi, Y., Chu, T., & Zhang, H. (2021). Progress in nondestructive testing of fruit quality. Guangxi Agricultural Mechanization, 5, 31-33. doi: 10.3969/j.issn.1003-0700.2021.05.009.

[21] Zhang, F. (2022). Analysis of Chinese fruit production statistics in 2020. China Fruit News, 38(12), 29-39. doi: 10.3969/j.issn.1673-1514.2021.12.007.

[22] Zheng, Z., An, Z., Liu, X., Chen, J., & Wang, Y. (2022). Finite element analysis and near-infrared hyperspectral reflectance imaging for the determination of blueberry bruise grading. Foods, 11(13), article number 1899. doi: 10.3390/foods11131899.