Effect of Loading Speeds and Axes on Mechanical Properties of Different Lemon Varieties

Year 2024, Volume: 13 Issue: 3, 60 - 73, 31.12.2024

Hamide Ersoy , Ebubekir Altuntaş

Abstract

The study aims to determine the effect of variety, loading rate and loading axis on the mechanical properties of lemon fruit. The study was carried out on 3 lemon varieties (Aydın, Interdonato and Kütdiken) at 3 different loading rates and axes. As mechanical properties, drilling force, deformation, energy required for drilling, hardness and power required for drilling were analyzed. While the punching force values were found significant at p<0.01 level on the basis of varieties, the highest value (98.83 N) was found in Aydın variety. The effects of loading axes and loading rates on punching force change were found significant at p<0.01 level. Deformation values were found to be significant at p<0.01 level for each variety, while the effect of loading rates on deformation was found to be insignificant at p>0.05 level. The effects of varieties, loading rates and loading axes on the absorbed energy values required for punching force were found significant at p<0.01 level. In Aydın cultivar, the highest puncture force values were found (751.94 N mm) and at the same time the highest fruit hardness values were found (6.53 N mm-1). The power value required for the punching force along the z-axis from the loading axes was found to be the lowest with 0.0214 W. Knowing the effects of loading rates and axes on the mechanical properties of lemon fruits is important for the post-harvest processing industry.

Keywords

Mechnaical properties, loading speed, loading axes

Farklı Limon Çeşitlerinde Mekanik Özelliklere Yükleme Hızları ve Eksenlerinin Etkisi

Abstract

Çalışma, limon meyvesinin mekanik özellikleri; çeşit, yükleme hızı ve yükleme eksenlerinin bir etkisini belirlemeyi amaçlamaktadır. Çalışma 3 limon (Aydın, İnterdonato ve Kütdiken) çeşidinde 3 farklı yükleme hızı ve eksenlerinde gerçekleştirilmiştir. Mekanik özellikler olarak, delme kuvveti, deformasyon, delme için gerekli enerji, sertlik ve delme için gerekli güç incelenmiştir. Delme kuvveti değerleri çeşitler bazında p<0.01 düzeyinde önemli bulunurken, Aydın çeşidinde delme kuvveti değerleri en yüksek değerde (98.83 N) bulunmuştur. Yükleme eksenlerinin ve yükleme hızlarının delme kuvveti değişimine etkileri p<0.01 düzeyinde önemli bulunmuştur. Deformasyon değerleri çeşitler bazında p<0.01 seviyesinde önemli bulunurken, yükleme hızlarının delme işleminde deformasyon üzerine etkisi p>0.05 seviyesinde önemsiz bulunmuştur. Delme kuvveti için gerekli absorbe edilen enerji değerlerine çeşitlerin, yükleme hızlarının ve yükleme eksenlerinin etkisi p<0.01 seviyesinde önemli bulunmuştur. Aydın çeşidinde delme kuvvetine karşılık enerji değerleri en yüksek değerde (751.94 N mm), aynı zamanda meyve sertlik değerleri de en yüksek değerde (6.53 N mm-1) bulunmuştur. Yükleme eksenlerinden z- ekseni boyunca yapılan delme kuvveti için gerekli güç değeri 0.0214 W ile en düşük düzeyde bulunmuştur. Limon meyvelerinin yükleme hızları ve eksenlerinin mekanik özelliklere etkilerinin bilinmesi hasat sonrası işleme endüstrisi için önemlidir.

Keywords

Mekanik özellikler, yükleme hızı, yükleme ekseni

References

• Açıkalın, E.C., Yeşiloğlu, T., Hacıoğlu, Ç., Pekmezci, M., Gözen, B., 2004. Bazı limon çeşitlerinin 1997-2000 yılları arasında Antalya ekolojik koşullarında gösterdikleri verim ve pomolojik özellikler. Akdeniz Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 17(2): 115-119.
• Aksüt, B., Polatcı, H. ve Taşova, M., 2023. The effect of pre-treatment and drying temperatures on energy consumption and quality characteristics in drying of lemon (Citrus limon L.) slices. Journal of Thermal Analysis Calorimetry, 148: 10415–10427 https://doi.org/10.1007/s10973-023-12362-3
• Altuntaş, E., Kaya, C., Yıldız, M., Tekelioğlu, O., 2009. Amasya ve Granny Smith elma çeşitlerinin raf ömrü sürecince fiziko-mekanik özelliklerinin belirlenmesi. Tarım Bilimleri Araştırma Dergisi, 2(2): 7-13.
• Altuntas, E., Gul, E.N. ve Bayram, M., 2013. The physical, chemical and mechanical properties of medlar (Mespilus germanica L.) during physiological maturity and ripening period. Journal of Agricultural Faculty of Gaziosmanpasa University (JAFAG), 30(1): 33-40.
• Altuntaş, E., Şekeroğlu, A., 2008. Effect of egg shape index on mechanical properties of chicken eggs. Journal of Food Engineering, 85(4): 606-612.
• Anonim, 2024a. ‘‘Tüplü Aydın limon fidanı’’ Erişim Tarihi: 10.09.2024. [Online] https://www.e-fidancim.com/Tuplu-Aydin-Limon-Fidani,PR-1865.
• Anonim, 2024b. Turunçgil tür ve çeşitleri. Erişim Tarihi: 10.09.2024. [Online]. https://subtropik.cu.edu.tr/cu/turuncgil-tur-ve-cesitleri/limon/kutdiken
• Baradaran Motie, J., Miraei Ashtiani, S.H., Abbaspour-Fard, M.H. ve Emadi, B., 2014. Modeling physical properties of lemon fruits for separation and classification. International Food Research Journal, 21(5): 1901-1909.
• Dağdelen, Ç., 2019. Farklı taşıma frekanslarının limon ve şeftalideki fiziko-mekaniksel özelliklere etkisi. (Yüksek Lisans Tezi), Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi. Fen Bilimleri Enstitüsü, Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı, Çanakkale.
• Gül, E. N., Altuntaş, E., Öcalan, O.N., 2021. Nagami çeşidi kamkat meyvelerinin fiziko-mekanik karakteristikleri ile biyoaktif özelliklerinin belirlenmesi. Türk Tarım ve Doğa Bilimleri Dergisi 8(4): 1064–1072.
• Gürhan, R., Vatandaş, M., Güner, M., 2001. Kayısının mekanik davranışının belirlenmesi. Tarım Bilimleri Dergisi, 7(4): 136- 140.
• Hacıseferoğulları, H., Özcan, M.M., Arslan, D., Ünver, A., 2012. Biochemical compositional and technological characterizations of black and white myrtle (Myrtus Communis L.) Fruits. Journal of Food Science And Technology, 49: 8288.
• Kabaş, Ö. 2010. Bazı turunçgil meyvelerinin fiziksel özelliklerinin belirlenmesi,’’ Horticultural Studies, 27(1): 33-42.
• Kalyoncu Hİ 2016. Karayemiş (Prunus laurocerasus) meyvesinin biyo-teknik özellikleri üzerine hasat dönemlerinin etkisi, Gaziosmanpaşa Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Biyosistem Mühendisliği Anabilim Dalı, Yüksek Lisans Tezi, 83pp. Yüksek Lisans Tezi, 83 s.
• Khazaei, J., Rasekh, M., Borghei, A.M., 2002. Physical and mechanical properties of almond and its kernel related to cracking and peeling. An Asae Meeting Presentation, Paper No. 026153. Mohsenin, N.N. 1980. Physical properties of plants and animal materials. Gordon and Breach Science publishers, NW, New York.
• Nourain, J., Ying, Y. B., Wang, J. P., Rao, X. Q., Yu, C. G., 2005. Firmness evaluation of melon using its vibration characteristic and finite element analysis. Journal Of Zhejiang University, Science, 6(6): 483-490.
• Olaniyan, A. M., Oje, K., 2002. Some aspect of the mechanical properties of shea nut. Biosystems Engineering, 81: 413-420.
• Saraçoğlu, T., 2017. Bazı narenciye türlerinin seçilmiş fiziksel ve hidrodinamik özellikleri. Anadolu Tarım Bilimleri Dergisi, 32: 206-215.
• Singh, K. K., Reddy, B. S., 2006a. Post-harvest physico-mechanical properties of orange peel and fruit. Journal of Food Engineering 73: 112–120. Singh, K. K., Reddy, B. S., 2006b. Measurement of mechanical properties of sweet orange. Journal of Food Science and Technology -Mysore- 43(4): 442-445.
• Sirisomboon, P., Pornchaloempong, P., & Romphophak, T., 2007. Physical properties of green soybean: criteria for sorting. Journal of Food Engineering, 79: 18-22.
• Şahin, G., Altuntaş, E., Polatcı, H., 2020. Mersin (Myrtus communis L.) mevyesinin fiziksel, mekanik, renk ve kimyasal özellikleri,’’ KSÜ Tarım ve Doğa Dergisi, 23(1): 59-68.
• TMMOB, 2019. Türk Mühendis ve Mimar Odaları Birliği,’’ Erişim Tarihi: 08.08.2022. [Online] http://www.tmmob.org.tr/
• TÜİK, 2021. Türkiye İstatistik Kurumu. Erişim Tarihi: 08.08.2022. http://www.tuik.gov.tr
• Yadav, P.B., Mate, V.N., 2023. Physical and textural properties of lemon (Citrus lemon). The Pharma Innovation Journal 2023; 12(6): 2634-2637.
• Yeşiloğlu, T., Yılmaz, B., İncesu, M., Çimen, B., 2017. The Turkish citrus industry, Chronica Horticulturae, 57(4): 17-22.