Wpływ drgań na transportowane owoce i warzywa

f K K P

G  ( ) )

( (1.15)

gdzie: A(k) – widmo aplitudowe, P(k) – widmo mocy,

G(k) – widmo gęstości mocy,

∆f – szerokość pasma analizy,

K – rząd hamormiczniej (k=1,2,3…),

ak, bk – współczynniki rozwinięcia funkcji w szereg Fouriera.

W celu uzyskania infomacji diagnostycznej o badanym obiekcie można zastosować proste motody analizy (wyznaczenie miar punktowych) jak również metody zaawansowane z punktu widzenia przetwarzania sygnałów np. analizę czasowo-widmową [71].

2.5.2. Wpływ drgań na transportowane owoce i warzywa

W przypadku określania wpływu drgań na przewożone warzywa i owoce istotnym problemem jest lokalizacja badanego ładunku wewnątrz nadwozia. Charakter drgań jest zależny od miejsca ich występowania oraz ogólnego załadunku nadwozia.

Na wartość drgań wpływ ma również środek transportu oraz stan nawierzchni zatem trasa, jaką porusza się pojazd.

Ishikava i in dokonali pomiaru drgań wpływających na owoce wiśni zapakowanych i przewożonych:

– pojazdem drogowym na odległości ok 400 km w Japonii;

– samolotem z Japonii na Tajwan tj ok 3 godziny lotu;

– pojazdem drogowym na odległości ok 50 km na Tajwanie.

W przypadku transportu drogowego w Japonii najwyższą wartość PSD (gęstość widoma mocy) odnotowano dla częstotliwości 15 Hz. Dla transportu lotniczego wartość ta wynosiła 80 Hz, natomiast dla transportu drogowego w Tajwanie najwyższą wartość PSD odnotowano dla częstotliwości 2-3 Hz, a pozostałe szczyty pojawiały się lecz malały wraz ze wzrostem częstotliwości [30].

Shahbazi in badali wpływ symulowanych drgań na uszkodzenia owoców arbuza.

W ramach wykonanych badań określony został udział poszczególnych przedziałów częstotliwości w zależności od umiejscowienia ładunku w nadwoziu. Najwyższy udział

37

procentowy miały drgania o częstotliwości mieszczącej się w przedziale 5-10 Hz w przedniej części pojazdu. W przypadku częstotliwości 10-15 Hz największy procentowy udział miały drgania w środkowej części pojazdu, dla 15-20 Hz oraz 20-25 Hz w przedniej części a dla wyższych niż 25Hz największy udział miały drgania w środkowej i tylnej części pojazdu [68].

Ponieważ występowanie drgań przyczynia się powstania uszkodzeń w owocach i warzywach, wielu autorów badało wpływ określonych częstotliwości występujących w różnych miejscach położenia ładunku na zniszczenie poddanego drganiom produktu.

Tabatabaekoloor i in. poddali drganiom, generowanym przez symulator drgań owoce kiwi a następnie mierzyli głębokość stłuczeń oraz ilość zepsutych owoców.

W pierwszym etapie badań określono wpływ drgań o częstotliwości 7,5 Hz oraz 13 Hz oraz przyśpieszeniu równym 0,3 oraz 0,7 g na głębokość stłuczenia owoców.

Z przeprowadzonych doświadczeń wynika, że liczba niestłuczonych owoców maleje wraz ze wzrostem przyspieszenia drgań z 0,3 do 0,7g. Zatem wpływ większych przyspieszeń drgań jest negatywny. Nie ma istotnej różnicy pomiędzy wpływem drgań o częstotliwości 7,5 oraz 13 Hz dla przyspieszenia drgań równego 0,3g. Natomiast występuje istotna różnica w przypadku przyspieszeń równych 0,7g. Oznacza to, że wraz ze wzrostem przyspieszeń drgań wzrasta liczba uszkodzonych owoców. Z kolei w ramach drugiego etapu badań określano interakcje pomiędzy częstotliwością drgań, położeniem (wysokością w warstwie) oraz rozmiarem uszkodzonych owoców. Przy częstotliwości drgań równej 7,5 Hz jedyna różnica w ilości zepsutych owoców była zauważalna pomiędzy położeniem w warstwie na wysokości 11 i 34 cm natomiast w przypadku częstotliwości 13 Hz różnice dotyczyły każdego położenia, każdej warstwy. Zatem liczba zepsutych owoców wzrasta wraz ze wzrostem częstotliwości drgań oraz wysokością warstwy. Najbardziej uszkodzone były owoce położone najwyżej [72].

Ilość zepsutych owoców oraz zmiany parametrów związanych z jakością owoców takich jak: barwa, twardość, zawartość pektyn i celulozy pod wpływem drgań generowanych podczas transportu badał Zhou i in.[83]. Owoce gruszki pakowane w plastykowe pojemniki ułożone zostały w przedniej oraz tylnej części nadwozia i transportowane na dystansie równym 500 km. Temperatura przez cały czas trwania próby wynosiła 23^oC, a owoce zostały poddane drganiom, a następnie były przechowywane przez: 1, 9, 18, 27 oraz 36 dni. Po tym czasie wykonano analizy chemiczne. W doświadczeniach oznaczano również próbę kontrolną, zawierającą owoce gruszki nie poddane drganiom lecz przechowywane. W celu określenia drgań wpływających na owoce gruszki, przetworniki do pomiaru drgań

38

umieszczono w dwóch miejscach: na podłożu w tylnej oraz przedniej części pojazdu.

Badania prowadzono na pięciu rodzajach dróg. Powtarzające się częstotliwości podczas transportu w zależności od rodzaju drogi zawierają się w przedziale 2,5-4 Hz oraz 15-40 Hz.

Uzyskane wyniki wskazują na największe uszkodzenia wśród owoców transportowanych w górnej skrzyni położonej w przedniej części pojazdu. Wraz z czasem przechowywania twardość owoców gruszki malała, jednak największa twardością po tym czasie charakteryzowały się owoce z próby kontrolnej, nie poddanej drganiom. Największym spadkiem twardości charakteryzowały się owoce transportowane w tylnej części pojazdu.

Podobne wyniki uzyskano dla pozostałych parametrów badanych.

Zmiany parametrów związanych z jakością owoców truskawki pod wpływem drgań badali Kojima i in. [40]. W owocach poddanych drganiom oznaczano zmiany takich parametrów jak: kwas askorbinowy oraz zawartość cukrów. Badania przeprowadzono dwuetapowo, mierząc w pierwszej kolejności częstotliwości drgań w różnych miejscach nadwozia. Badania zasadnicze wpływu drgań na owoce truskawki wykonano na symulatorze naśladującym drgania zarejestrowane uprzednio w warunkach rzeczywistych. Badania wykonano również dla innych rodzajów dróg. Częstotliwości powtarzające się niezależnie od rodzaju drogi mieściły się w zakresie 0-50 Hz. Owoce podzielono na dwie partie:

przechowywane przez 12 h oraz poddane drganiom przez 12 h na symulatorze drgań.

Z badań tych wynika, iż zawartość cukrów w owocach przed poddaniem ich drganiom była najwyższa. Owoce przechowywane charakteryzowały się niższą zawartością cukrów, a najniższą zawartość miały owoce poddane drganiom. Podobnie w przypadku kwasu askorbinowego.

39