الرحيم الرحمن الله بسمسعود الملك جامعة

الزراعةو األغذية علوم كليةالزراعية الهندسة

مذكرة

هزر(341 )مقرر

للمنتجات الهندس.ية الخواصحيويةال

المادة: أستاذالحمدان محمد بن الله د/ عبد

العملي مشرفالتويجري ابراهيم/ حاضرم

الرابعة الطبعةه. 1427-1428

محتوي�ات�حي.وية لل.منت.جات الالهن.دسيةالخواص مذكرة

الصفحالموضوعة

األول الفصلمقدمة- 1

-الكهربيةالحرارية – طبيعيةهندسي�ة: الال الخواص1-1القياس في مبادئ 1-2

33313

نيالثا الفصلقياسها وطرق الطبيعية الخواص-2

والمقاس الشكل 2-1السطح مساحة 2-2والكث�افة الحجم 2-3المسامي�ة 2-4الرطوبي اإلمتزاز ومن�حن�يات المائي الن�شاط 2-5الماء لبخار الب�الستي�كي�ة العبوات ونفاذية الغذائي�ة العبوات حصائص2-6الغذائي�ة للمواد الميكانيكية الخصائص 2-7

1515183341515484

ثالثال الفصلقياسها وطرق الحرارية االخواص- 3

الحرارة انتقال طرق مقدمة: 3-1الطور تغي�ر وخصائص(إنث�البي)ال الحراري محتوىال 3-2الن�وعية الحرارة 3-3الحراري الت�وصيل معامل 3-4الحراري االنتشار معامل 3-5)بالحمل( السطحي الحرارة انتقال معامل 3-6

الرابع الفصلمستجدة - موضوعات4

بالخواص وعالقتها والتصنيع الفرز أجهزة تصميم4-1الهندسية

مختارة.. مواضيع4-2

األول الفصلالحيوية نتجاتللم الهندسية الخواص عن مقدمة

القياس في ومبادئ

استخدا�م حتمية إلى� أدى الحديثة الزرا�عة أساليب في المستمر التطور والكهربائية والحرا�رية الميكانيكية واألجهزة الوسائل� لتصميم� العالية التقنية المنتجات وتصنيع� وفرز ومناولة تدا�ول عمليات لتالئم� الصوتية وفوق

واألجهزة الوسائل� هذه استخدا�م في المضطرد للتزا�يد الزرا�عية. ونسبة الزرا�عيين المهندسين على يتعين الزرا�عية المنتجات مع� للتعامل الحديثة

2

لمعرفة المستخدمة الهندسية والطرق األساسية بالقوا�عد التام اإللمام الخواص� بهذه التام الزرا�عية. واإللمام للمنتجات الخواص� تلك وتقدير وقياس�

إضافة واألجهزة الوسائل� لهذه المالئم� لالختيار الزرا�عيين المهندسين يؤهل� في عالية بكفاء�ة منها لالستفادة وتطويرها تصميمها تعديل على المقدرة إلى�

ألدا�ء الهندسي� التحليل� إمكانية إلى� إضافة هذا�المختلفة. تطبيقاتها نوا�حي� المعلومات هذه تساهم� كما.بها المناطة عملياتها كفاء�ة ومدى األجهزة هذه

جودتها. تقييم� إلى� إضافة جديدة زرا�عية منتجات تطوير في أساسية بصفة إنما المهندسين لقطاع فقط� ليس كبيرة قيمة لها األساسية المعلومات هذه

بصفة الزرا�عي التصنيع مجاالت في والعاملين الغذا�ء� قنيي�ت قطاع تشملعامة.

الهن.دسية الخواص1-1الطبيعية: الخواص1-1-1

يمكن التي الخواص تلك بأنها الطبيعية الخواص� تعريف يمكن تشمل أن يمكنو )طبيعية(.. فيزيائية بطرق قياس.ها و./أو. و.صفها

الرائحة. مثل مالحظتها أو. حسها يمكن التي الخصائص أيضا. و.اللون و.النكهة و.الطعم.

ط��ور للص��نف، وفقا الزرا�عية للمنتج��ات الطبيعية الخ��واص� قيم� تتب��اين للمنتجات الطبيعية الخواص� قيم� فإن عامة بصفةالرطوبي. والمحتوى النضج

الص��نف مس��توى على ح��تى ألخ��رى ثم��رة من متجانسة غ��ير تعت��بر الزرا�عية. محددة نضج مرحلة في الوا�حد

هاما يعد الحيوية للمنتجات الهندسية للخواص� البيانات هذه مثل� توفير والع��املين الغذا�ء� صناعة وتقنية الزرا�عي التسويق مجال� في العاملين لقطاع

. عامة بصفة الزرا�عي التصنيع مجاالت فيمن: لكل همة.م فهي بإجمالو.

الج....ودة. اعتب....ار.ات و.التنفيذ.ية التش....ريعية. الهيئ....اتأ. الج��ودة الختب��ارات نتجالم ص��فات تق��ييم�ل وذلكللمس..تهلك:

والمقاييس. الموا�صفات معايير وتحديد لالستهالك وصالحيتها :ل..زر.اعي المنتج و.تس..ويق و.تص..نيع و.تخ..زين نقل قطاع.ب.

الف��رز أجه��زة تص��ميم� في الخ��وا�ص من العديد ىعل يعتمد حيث�المختلفة. الغذا�ئي� التصنيع عملياتو والتخزين والتدا�ول

التصنيعية و.العمليات للجودة. تطبيقات عد.ة. عرض ويمكنالتالي�: في كما الزرا�عية للمنتجات الهند.سية. لخواصا من باالستفادة.

o.حجم.ال يعتبر عام فبشكل� : الغذ.ائية المادة. لجودة. معيار للثمار الكبير األصغر الحجم� بينما الفاكهة في مرغوبا من للعديد مفضال

الخضار. ثمارo.المقاس يلزمالتعبئة: عمليات في ( والشكل( الحجم� متضمنا

. بالعبوة الثمار عد.د لتحديد

3

oاالنضغاط معامل� قياس المهم� مناألعالف: و.تخزين نقل مثال. الباالت وعمل� كبس عند والتمدد

oأساس�: على الشوائب. و.فرز. التصنيف، الفصل، عمليات والكثافة. المقاس، ،اللون ،الحجم.

oالحرا�رية والحسابات المعادالت جميع�: الحرار.ية العمليات المنتج. وكثافة وحجم� مساحة مثل� الغذا�ئية الموا�د خوا�ص بيانات تتطلب�

oالقشرة. صالبة. بتقليل البذور استثارة مثل� حيوية عمليات وغيرها. القطن و البرسيم� بذور تسخين طريق� عن

oالفصل� قاعدة على بناء� البذو.ر. لفصل: كهربية عمليات الكهروستاتيكي.

: الشائعة.الخواص الطبيعية. و.من األب�عادالشكلالمقاس�الحجمالمساحةكتلةالالكثافةالكثافة

النو�ع�ية�المسام�ية�

االن�ض�غاطيةخو�ا�صال الحسية�

سط�ح مالسة

اللو�نالطعمالخو�اص� الميكانيكية

التركيب� )المكو�نات(

النشاط المائي�

المحتو�ى الرطو�بي�

التالية: بالخواص السوائلوتتميز اللزوجةالتوتر

السطحيالتركيز

:حيويةال نتجاتللم الهند.سية. الخواص على المؤثرة. العوامل و.من( برتقال� من ) تفاح المنتج نوعية-1( األصفر األحمر، التفاح ) أصناف الصنف -2 بقاء� مع� الصالبة تغير ) مثل الحصاد و.وقت النضج در.جة.-3

.(األشجار على الثمارالحصاد( عند المنتج وشكل ) حجم� المقاس-4 ) مثل الحصاد قبل اتالنبات خد.مةو. المناخية الظرو.ف -5

الري اآلفات مكافحة برا�مج الجوية، الظروف والتسميد: مثال ،تسميد بدون ذلك من ألين ثمرته ببوتاسيوم المسمد النبات

( والتلقيح نسب� نسبية، رطوبة حرا�رة، درجة تشمل) التخزين ظرو.ف -6

تخزينال عند صالحيتها فترة تعادل� الخضار ضوء،..( بعض غازات،32 10 ،واحدة ساعة م 5 واحد، يوم لمدة م أسبوع، لمدة م

التخزين. فترة إلى� بالضافة هذا بال� هذا�أشهر. لعدة تجميد

4

إلى� الحيوية للمنتج��ات الهند.س..ية. الخ..واص قي..اس صعوبة وترجع�منها: العوا�مل� من عدد

وغيرها(. الجزر، )ا�لكمثرى، منتظم. الغير الشكل(1 )كربوهي��درات، مكوناته و.ك..ذلك المنتج ق..وام تجانس. عد.م(2

.. ا�لخ(. دهون، بروتين، بعد. الزراعية للمنتج...ات الحيوية العملي...ات اس...تمرار.(3

الف��ترة مع� خوا�ص��ها على ي��ؤثر حية م��وا�د باعتبارها حص..ادها ذلك وأثر التخزين أثناء� والبطاطس والبلح البصل )تنفس الزمنية

خوا�صه(. وثباتية المنتج تدهور على العالية و.النفاذية. الخار.جية و.األغلفة. الطبق..ات مس..امية(4

النضج(. كاملة للتمور الماء� تخلل� )مثل الماء لبخار والمس��احيق والبذور الحبوب مثل� الحبيبات بعض أحجام صغر(5

األخرى. الطبيعية وخوا�صها أبعادها قياس يصعب� مما:و.الغذ.ائية( )الزر.اعية. الحيوية نتجاتالم خواص تقييم. طرق

طريق� عن اإلنسان به يقوم الذي التقييم� : وهو الحسي. أ( التقييم. يتأثر حيث� نسبي� التقييم� المختلفة. هذا حوا�سه

الشخص وظروف األفرا�د بين الشخصية باالختالفات على والحصول دقته في صعوبة هناك يكون نفسه. وقد

تكرا�ره. عند النتيجة نفس الذي الغذا�ئية الموا�د لصفات التقييم� : وهو الموضوعي ب( التقييم.

ويمكن دقة أكثر يكون أجهزة. عادة طريق� عن قياسه يتم�.المعاير للجهاز النتائج نفس تكرا�ر

العد.يد تحويل في. الغذ.ائي التصنيع لمهند.سي التحد.ي أن إال بعوا�مل� وربطها قياسها يسهل موضوعية إلى الحسية. الخواص من

تصنيعية آالت تصميم� في الخواص� هذه من االستفادة في الجودة. كذلك وغيرها. والحجم� اللون أساس� على الفرز مثل� مختلفة

الفرز. لعملية كأساس� الطبيعية الخواص� بعض استخدا�م يمكن فمثال والتي� والحجارة للبطاطس الطبيعية الخصائص من عديد ( يوضح1) جدولف

والشوا�ئب� الثمار بين(Separating Mechanism) الفصل� آلية تصميم� في استخدمت�.وغيره والقش الطين مثل�

البطاطس من العوالق الطينية الصلبة ( طرق معملية ممكنة لفصل ثمار1جدول� )الفصل.والخواص ذات العالقة بعمليات

الفصل طريقة المقاس الكثافة

الكتلة مقاومة

لهواءاالصالبالشكل

ة*ملحي محلول في الطفو

5

*الرمل في الطفو***بالمناخل الفصل****مطاطية مناخل

برمي�ل خارج الت�دحرجخشبي

*

*بميالن ناقل سي�ر*دوراني قرص

من هواء تيار استخدامواحد جانب

**

**أفقي هواء تيار استخدام*عمودي. هواء تيار استخدام

عد.ة. من الغذ.ائية المواد خواص بيانات على الحصول يمكنمصادر.:

وكتب� بحثية دراسات من ومعادالت بيانية، رسومات بيانات، جدا�ولأ..مرجعية

ودرجة ونسبها المادة مكونات تدخل آلي�: بحيث� حاسب برا�مجب. الحرا�رة . يعتمدالحرا�رية نتجالم خوا�ص البرنامج يعطي� ثم� ومن ،مثال

. مسبقة تجريبية معادالت على البرنامج عمل� لطرق التطرق سيتم� كماتجارب( )إ�جرا�ء مباشرة معملية طرقت.

المقرر. لهذا� العملي الجانب� في خاصية لكل المختلفة القياس� الخواص� وتقسم� إلى�: المادة بكتلة الخاصية تأثر حسب� أيضا الكتلة على تعتمد ال التي� (: وهي كثيفة ، ) مركزة(Entensive) داخلية. خواص

تم� الكثافة. إ�ذا ، الضغط� ، الحرا�رة مثل�: درجة النظام فيالمادة. خوا�ص تتأثر فال المادة من جزء� كتلة استقطاع

تعتمد التي� (: وهي شاسعة ، شاملة ، ) واسعة(Extensive) خار.جية خواص تم� الطاقة. إ�ذا� ، الحجم� ، الطول� ، مثل�: ا�لكتلة النظام سعة على

المادة. خوا�ص في تغير فيحدث المادة من جزء� كتلة استقطاع = كتلة/حجم� مثل� داخلية، خاصية تعتبر قد خارجيتين خاصيتين نسبة لكن

كثافة.مجموعة:� في أو منفردة المادة كمية حسب� الموا�د خصائص قياس يتم�

طماطم�. أو ذرة، أو قمح حبة مثل( مفردة.:1ية.:2 صوامع. أو مخزن، أكياس�، في حبوب لكميات( جم(Thermal and electrical Properties: )و.الكهربية الحرار.ية الخواص1-1-2

: الحرار.ية أ. الخواص يتم� الحيواني أو النباتي األصل� ذات الزرا�عية المنتجات من عديدال قبل الحرا�رية العمليات من متعددة أنوا�ع عبر منها واالستفادة تصنيعها

6

والتبريد التسخين تشمل الحرا�رية العمليات المستهلك. هذه إلى� وصولها الخواص� على كبيرة بدرجة الحرا�رة درجات تؤثروالتجميد. و والتجفيفالمعني. للمنتج الحرا�رية

منفذة ب�ذور إلى� تحويلها ( يمكنAlfalfaالحجازي) للبرسيم� الصلبة فالبذور(Permeableبتعريضها ) سليمة. بصورة بها التحكم� يمكن التي� الحرا�رة من لكمية

104.4 حرا�رة درجة عند دقائق� أربعة لمدة الحبوب هذه فتسخين إلى� تؤدي م للبذور النوعية الحرار.ة. تعتبرو%. 80 بنسبة الصلبة البذور عدد تخفيض

تؤدي قد والتي� الحرا�رية المعالجة تطبيقات في الهامة الحرا�رية الخواص� من زمن زيادة حالة في االنباتية ومقدرتها البذور حيوية على السلبي� التأثير إلى�

الحرجة. الحرا�رة درجة وتعدي التسخين تعطي� والبقوليات الشامية والذرة للقمح الحرا�رية المعالجة أن ووجد

تأثيرا اإلنزيمات نشاط تثبيط� االنباتية. ويمكن المقدرة استثارة في إيجابيا من البذور حماية ( وبالتاليDielectric Heating) العازل� بالتسخين القطن بذور في

فساد إلى� تؤدي ( التي�Fungus) الفطريات حالة تخزينها. وفي عند الفساد40 من الحرا�رة درجات حدود في إبادتها يتم� التخزين أثناء� البصل 60 إلى� م .م

إلى� إضافة التخزين عند تلفه تأخير إلى� تؤدي للخوخ الحرا�رية والمعالجةجودته. تحسين

نشاط في التحكم� يمكن الطازجة والخضرا�وات الفوا�كه حالة وفي� الحرا�رة درجات تخفيض طريق� عن الدقيقة الحية والكائنات اإلنزيمات

ساعة في تتلف الطازجة والفاكهة الخضراوا�ت . فبعض والتجميد بالتبريد وفي� م10 الحرا�رة درجة عند واحد يوم وفي� م32 الحرا�رة درجة عند واحدة عند أشهر عدة إلى�و ، ئويم صفر حرا�رة درجة عند أيام سبعة حوا�لي

حاصدة تصميم� تم� ممكنة طريقة بأسرع الطازجة الفاكهة التجميد. ولتبريدالبساتين. في استخدا�مها يمكن ومتنقلة مبردة

باالنتقال الزرا�عية المنتجات تبريد أو تسخين عمليات إنجاز ويمكن الخصائص و.معرفةاإلشعاع. أو التوصيل� أو الحمل� طريق� عن الحرا�ري

(k) الحرار.ي التوصيل ( و.معاملCp) النوعية الحرار.ة. مثل الحرار.ية و.القد.رة. السطحية. ( و.الموصلية) الحرار.ي االنتشار. و.معامل

الكثافة مثل الطبيعية الخواص إلى ( إضافة.Emmisivity) االبتعاثية أجهزة. تصميم. عند. بالغة أهمية. ذات تعتبر و.المقاس و.الشكلالالز.مة.. الحرار.ي االنتقال

الحرا�رية السعة معرفة دون الحرا�رة موا�زين إجراء� يتعذر وبدا�هة الحرا�رة درجة قيمة حديدالمعنية. ولت ( للموا�دHeat Capacityالنوعية() )ا�لحرارة

أي عند للمادة الحرا�ري المحتوى توضح التي�و المنتج من معين موقع في الحرا�رية الخواص� معرفة يتعين التبريد أو التسخين عمليات خالل� زمن

الحيوية للموا�د الحرا�رية المعالجة حاالت في بمكان األهمية للمادة. ومن من لها لما الحرا�رة ودرجة الزمن بعالقة الزرا�عية( االهتمام المنتجات )مثلجودتها. ومدى التغذويه ومحتوياتها الحيوية مقدرتها على مباشر تأثير

7

الحرارية: أهم الخواص و.من النوعية الحرا�رة التوصيل� معامل�

الحرا�ريالحرا�ري االنتشار معامل�الطور تغير خصائصالحرا�رة انتقال معامل�

السطحي

(Electrical Propertiesالكهربائية: ). الخواصب. في باألهمية تتسم� والتي� الزرا�عية للموا�د الكهربائية الخواص بعض

Electrical) الكهربائية الموصلية. تشمل ( وا�لتصنيع�Handling) المناولة عملياتConductance )الكهربائية السعة. و.معامل (Electrical Capacitance )و.الخواص ) الكهرومغناطيسي لإلشعاع الفعل ( وردDielectric Properties) العاز.لة

Electromagnetic Raediation.) في استخدا�مهما يتم� الكهربائية السعة ومعامل� الكهربائية الموصلية

المقاومة الغالل�. وطريقة حبوب مثل� للمنتجات المائي المحتوى إيجاد أجهزةوتوزيعها. القطن ألياف لطول الدقيق� للقياس� استخدا�مها تم� الكهربائية Electrostatic الكهروإ�ستاتيكي) الساكنة الكهرباء� من االستفادة تمت

Seperationالبذور وتنظيف فصل عمليات في مضت� قرون منذ ( المعروفة (.1) الشكل� في واضح هو كما الزرا�عية

على الكهروإ�ستاتيكي فصلها يعتمد ال الصغيرة للبذور بالنسبة أنه وجد وقد

التي� األجهزة فشل السطحي. وعند النسيج أو الوزن أو الشكل� أو المقاس

8

( مقدرة البذور في توصيل شحنة كهربائية يمكن استخدامها في 1شكل )عمليات تنظيف البذور بواسطة الفصل الكهروإستاتيك�ي.

يمكن المتشابهة البذور أصناف فصل في الطبيعية الخواص� على تعتمد عملية إلجرا�ء� الكهروإ�ستاتيكية الشحنات حمل على البذور مقدرة استخدا�م

في مقدرتها تحدد التي� الكهربائية الخاصية هي البذور هذه الفصل�. وموصليةالسطحية. الشحنات حمل

استخدا�مها ( يمكنImpedance Technique) الممانعة أو المعاوقة وطريقة أو الرش� بموا�د التسمم� أو للصقيع� نتيجة النبات ألنسجة التجريح مدى إليجاد

األخرى. التلف مسببات سعة معامل� لها ليس الميتة األنسجة أن على الطريقة هذه وتعتمد

حرا�رية سعة ومعامل� مقاومة لها فإن حية األنسجة تكون كهربائية. وعندما والمعاوقة المنخفضة الذبذبة ذات المعاوقة بين معاوقة. فالنسبة وبالتالي�

) عريض مدى ذو متذبذب تيار بجسر قياسها يمكن والتي� العالية الذبذبة ذاتWide- Range A.C Bridgeالنبات. ألنسجة التجريح درجة عن تعبير ( هي

نتيجة الموا�د تسخين عن عبارة ( هوDielecric Heating) العازل� تسخين ،(كهروديناميكي�) متحركة كهرباء� مجال� في وضعها عند العازل� في للفاقد

والسيرا�ميك البالستيك تجفيف عمليات في الطريقة هذه استخدا�م تم� وقد للتسخين األساسية . وا�لفوائدالضعيف التوصيل� ذات األخرى الموا�د وبعض الحرا�رة درجة الرتفاع العالية والمعدالت للحرارة المنتظم� التوزيع هي العازل�.(2 )شكل� الزرا�عية المنتجات تجفيف في استخدا�مه إلى� أدت بدورها والتي�

العازل� التسخين استخدا�م بإمكانيات تتعلق بحثية دراسات تمت ولقد والفطريات الحشرا�ت في والتحكم� القطن بذور في اإلنزيمات نشاط لتثبيط

المجال� استخدا�م األخرى. إ�ن الغالل� حبوب وبعض األرز وتجفيف البذور، في القضاء� إمكانية أوضحت� القطن بذور في العالية الذبذبات ذو الكهربائي

وجد وقد دقائق�، ست� قدره زمن في البذور هذه في اإلنزيمات على الكامل جودة تحسين إلى� أدى مما القطن بذور جفت المعالجة وبعد أثناء� في أنه

الذي الكهربائي للمجال� التعريض ومدى لكمية الصحيح تخزينها. وا�الستخدا�م يعمل

بذبذبات الرا�ديو

إلى� يؤدي تحسين المقدرة

على اإلنبات والنمو

المبكر.

9

oidaR ( : تجفيف حبوب الغالل بواسطة التسخين بذبذبات الر�اديو )2شكل )ycneuqerF F.R تؤدي إلى تسخين أسرع ومنتظم لحبوب الغالل. والمقارنة )

مع التجفيف بواسطة الهواء� الساخن تتطلب معرفة خواص العزل لحبوب الغالل.

تصنيع عمليات في كبيرة إمكانيات الكهرومغناطيسي ولإلشعاع المدى لمعظم� عديدة عملية تطبيقات العلماء وجد الزرا�عية. وقد المنتجات تحت األشعة الرا�ديو، ) ذبذبات الكهرومغناطيسي الطيف في اإلشعاعي جاما وأشعة إكس أشعة البنفسجية، فوق األشعة المرئية، األشعة الحمرا�ء،

الميكرويف(. وأشعةيلي�: كما لإلشعاع األساسية التأثيرات تقسيم� ويمكن الطاقة ومدى الطويلة )ا�لموجات التسخين - تأثيرات1

المنخفض(. الطاقة ومدى القصيرة )ا�لموجات الكيميائية - التأثيرات2

العالي�(. الخواص� ( وبعضIonization Of Atoms) الذرا�ت تأين إلى� يؤدي اهذو

لإلشعاع فعلها رد إليجاد أهمية لها تكون قد الزرا�عية للمنتجات الطبيعيةالكهرومغناطيسي.

(Optical Properties ) ءالضو إنفاذية خواص 1-1-3 Light) للضوء� االنعكاس� ومعامل� للضوء� النفاذية معامل� خوا�ص

Transmittance and reflectanceعمليات في تطبيقها تم� الزرا�عية للمنتجات ( بالنسبة: ودرا�سة السطحي اللون وإيجاد النضج ومدى اإلليكتروني والتدريج التصنيف

أن نجد الضوئية النظر وجهة والخضرا�وات. ومن للفاكهة الدا�خلية الخصائص الضوئي� تشتيتها ( في�Dense) كثيفة موا�د تعتبر المتماسكة الزرا�عية المنتجات وتصميم� عالية حساسية ( ذوSpectrophotometer) طيفي فوتوميتر ذلك ويتطلب

الطيفية. النفاذية خصائص لقياس� خاص� األجسام خالل� الضوئية النفاذية بقياس� يسمح جهاز تصميم� تم� ولقد الضوء نفاذية خصائص على الطريقة هذه وتعتمد المتماسكة، البيولوجية

الدا�خلي� اللون إليجاد منها االستفادة تمت والتي� للموا�د الطيفي واالمتصاص نضج ومدى ،القمح رديء�( فيال فحم�ال مثل� Smut) السناج ومحتوى للطماطم�

ونقاط البطاطس، في الدا�خلي� اللون وافتقار األرز، طحن ودرجة ، الفاكهة وغزو ،(3 )شكل� التفاح لب في والماء� البيض، في األخضر والعفن الدم

الشامية الذرة في والتلف البذور في المائي والمحتوى للقمح، الحشرا�تالصفرا�ء.

المنتجات في الضوء نفاذ خصائص الباحثين من عديد واستخدم بها العالقة الشوا�ئب من السليمة المنتجات وفصل وتدريج الختيار الزرا�عية

الضوئي� االنعكاس� خصائص المثال�- أن سبيل� -على� وجد . وقد(4 )شكل�

10

تختلف للبطاطس اختالفا الحصاد عند بها تتعلق التي� الطينية الكتل� عن كبيرا�إليكترونيا. فصلهما يمكن وعليه

تصميمها يكون الحديثة التصنيف أجهزة من عديد في على معتمدا الزراعية للمنتجات(Light Reflectance) الضوئي االنعكاس خصائص

وهناكو.التدر.يج. و.التصنيف الفصل عمليات أساسها على تتم� والتي� غير الشكل� ذات الزرا�عية المنتجات تصنيف عند خاصة موا�جهتها تتم� صعوبات معقدة تقنيات الحالة هذه في وتتطلب المتجانس غير واللون المنتظم�خاصة. تصنيف وأجهزة

مة، الطبيعية الخصائص من تعتبر ومظهرها الزرا�عية المنتجات لون القي عمليات قبل الحقل� في الزرا�عية المنتجات من كثير تصنيف يتم� لذلك

الفاكهة حصاد عند يحدث كما تعبئتها عمليات أو وتخزينها وتصنيعها مناولتها الخارجي للسطح اللون لقياس� األجهزة من عدد وهناكوالخضرا�وات.

الحقا. تفصيله سيتم� كما اتلضوء� مركبات من عدد بداللة للمنتجاتالقياس في. مباديء1-2

القياس: أجهزة. معايرة. 1-2-1 المتحصل� القياس� نتائج أن ال�تأكد ( هناCalibration) بالمعايرة. يقصد

.و.الضبط. الد.قة. حيث� من صحيحة جهازال من عليها

القيمة نفس ينتج الجهاز القياس�، تكرا�ر عند(:Precision) الد.قيق القياسالحقيقية(. القيمة تكون أن بالضرورة ليس )ولكن

11

( جهاز تجريبي لتصنيف الفاكهة باستخدام قواعد انعك�اس 4شكل )الضوء�.

(ŮƄ¿3ƏŠƏŧŔƅƈŕʼnžƓƅŖŔƅśſŕšƔƈƄƉŔƄśŮŕžƌŷƉųũƔƀŔƛƊŸƄŕ ūŔƅŲƏœƓŧƏƉ ) .ŔƅƈŬŕ ūŔƅŲŕũŗƌ

ينتج الجهاز القياس�، تكرا�ر عند: (:Accuracy) المضبوط. القياس قيما صحيحة ليس )ولكن الحقيقية القيمة حول� متذبذبة تكون وقد نسبيا

كنسبة، عنه )+/-((. ويعبر بل� نفسها، الحقيقية القيمة ينتج أن بالضرورة 100 مدى من باسكال % ك1+/- ضبطه مقدار أن % يعني�1 ضبطه فجهاز

باسكال. ك قبل من بها الموصى المعايرة. بوا�سطة الضبط. تحسين يمكن

المعقدة العوا�مل� من العديد على الجهاز دقة تعتمد بينما الصانعة الشركة تتم�وكالئها. أو المصنعة الشركة قبل من متخصصين فنيين إلى� تحتاج والتي�

أو قياسي بمعيار أو قياسي بمرجع� الجهاز قياس بمقارنة الضبط معايرة التصرف )مثل مباشرة الناتج بقياس� أو ضبطه، معلوم بجهاز مقارنته لذلك .السريان( لمقياس� ومعايرته الجهاز ضبط بفحص بعمل ينصح ما دائما

.المصنعة الجهة تعليمات حسب� المكررة القياسات نتائج قيم� كانت� لجهاز، معايرة عمل� يرا�د تمرين:كالتالي:

ضع صح عالمة

التالي�: في خطأ أو) ( مضبوط

) ( دقيق) ( مضبوط

) ( دقيق) ( مضبوط

) ( دقيق) ( مضبوط

) ( دقيقالحقيقية. القيم� مدى الصغيرة الدا�ئرة تمثل حيث�

)القياس.ية(: المعيار.ية القياس و.حدات 1-2-2 العديد قامت العالم�، مستوى على القياسات نتائج توحيد على للعمل

درجة الزمن، الكتلة، للطول، المعيارية الوحدات تلك بإيجاد الهيئات من بتحديد المخولة الجهة هي تعتبر للمقاييس الوطنية وغيرها. ا�لهيئة الحرا�رة،

المتر. فالمعيارية المقاييس تلك مادة من سلك طول� بأنه يعرف مثال أمكن أنه إال. (فرنسا في بها متحكم� ظروف عند مخزن) بالتينيوم ايريديوم لمصباح األحمر-ا�لبرتقالي الضوء موجة بطول� المتر طول� تحديدل التوصل�

المادة نفس من محددة بكتلة مقاس� غرام الكيلو . أيضا،86 الكربتون مادةمحددة. ظروف وفي� السابقة

بالتفصيل� عليها االطالع ويمكن وأنظمتها القياس� طرق تفصيل� هنا ليسآخر. مرجع� أو مقرر في

12

قياس طرق من العديد تفصيل� إلى� التطرق سيتم� التالي� الفصل� في الجودة وتقييم� الفرز عمليات في ودورها الحيوية للمنتجات الطبيعية الخواص�

المختلفة. التصنيعية والجوا�نب

13

الثاني الفصل

للمنتجات الطبيعية الخصائص-2الزراعية

Physical Characteristics of Agricultural Products

14

مقد.مة. يمكن التي الخواص تلك بأنها الطبيعية الخواص� تعريف تم� تشمل أن يمكنو )طبيعية(.. فيزيائية بطرق قياس.ها و./أو. و.صفها

الرائحة. مثل مالحظتها أو. حسها يمكن التي الخصائص أيضا الزرا�عية للمنتجات أساسية الخواص� هذه تعد. وو.اللون و.النكهة و.الطعم.

والكثافة السطح ومساحة والحجم� والكتلة والشكل المقاس تشمل والتي� إضافة الطبيعية واألقطار( )ا�ألطوا�ل الهندسية البعدية والخصائص والمسامية

بها الخاصة المعلومات وتعد ئي�. الما نشاطالو الرطوبي المحتوى إلى� وفرز وتدا�ول ومناولة لحصاد الالزمة النظم� وتطوير تصميم� في أساسية الخواص� هذه إيجاد فإن لذلك الزرا�عية. إضافة المنتجات وتصنيع� ومعالجة وتحليلها الزرا�عيين. للمهندسين بالنسبة عديدة تطبيقات له إحصائيا

( ومساحةVolume) ( وا�لحجم�Size) ( وا�لمقاس�Shape) الشكل� يعتبر (Color) ( وا�للونPorosity) ( وا�لمساميةDensity) ( وا�لكثافةSurface Area) السطح

في الهامة الطبيعية الخواص� بعض ،(Texture) وا�لقوا�م (Appearance) والمظهر في المنتجات سلوك تحليل� أو األجهزة بتصميم� المتعلقة المسائل من العديد

وتدا�ولها. مناولتها عمليات و.المقاس الشكل معرفة يعتبر الجهد توزيع مسائل في كذلك هاما

)بشحنات اإلليكتروستاتيكي الفصل� وعند ما، حمل تحت الوا�قعة المادة داخل وتقييم� الضوء انعكاس حاالت وفي� الغالل�، وحبوب للبذورالساكنة( الكهرباء�

على استنادا التصنيف - أي الحجمي� التصنيف أجهزة تطوير وعند اللونوالمقاس�. الحجم�

إجراء� عند بالغة أهمية لها الزرا�عية ( للمنتجاتDensity) الكثافة ومعرفة مسائل في ( المستخدمThermal Diffusivity) الحرا�ري االنتشار معامل� حسابات غير الموا�د أو العالقة الشوا�ئب من المنتجات فصل وفي� الحرا�ري، االنتقال

الكيميائية. والمكونات الطبيعي� بالتركيب التنبؤ إلى� إضافة فيها المرغوب المنتجات من لعديد المسامية والطبيعة المنتظم� غير الشكل ويمثل

والكثافة الحجم� إليجاد القياسات إجراء� عند صعوبة يشكل� عائقا الزرا�عية هذه لقياس� السهلة الطرق بعض استخدا�م المثال�. وعند سبيل� على

الحذر جانب إتباع يجب الحجم�، لقياس� الماء� إزا�حة استخدا�م مثل� الخواص�، الصغيرة الموا�د حالة في خاصة المادة داخل إلى� الماء� نفاذ الحتمال� نسبة

النتائج. في عالية خطأ نسبة على الحصول وبالتالي� البذور، مثل� الحجم� الطبيعية الخواص� أهم� أ�حد(Water Activity, aw) المائي النشاط. يعتبر ويرتبط الغذا�ئية للمنتجات ارتباطا Moisture) الرطوبي بالمحتوى مباشرا�

Content, M.C)في االستخدا�م وشائعة وهامة أساسية طبيعية خاصية . وهو األغذية وتقنية وعلوم الغذا�ئي� التصنيع وهندسة الزرا�عية الهندسة مجاالت

يعتبر حيث� بين النسبة بأنه المائي النشاط ويعرف .األغذية لفساد معيارا في الماء� لبخار الجزئي الضغط� إلى� المنتج في الماء� لبخار الجزئي الضغط�

كذلك يساوي وهو.[aw = (Pv,p,T/Pv,w,T)] أي الحرا�رة، درجة نفس عند النقي الماء�

15

على مقسومة[Equilibrium Relative Humidity, ERH] التوا�زن عند النسبية الرطوبة .الوا�حد إلى� صفرال من المائي النشاط قيم� . وتتراوح[aw = (ERH/100)] أي مائة،

والفاكهة والبذور الغالل� لحبوب الطبيعية الخواص� دراسة عند - مثل(Bulk) الكبيرة كمياتها باعتبار إما واأللياف واألعالف والخضرا�وات

األهمية من أنه نجدالبطيخ- مثل�– الفردية الوحدات أساس� على أ�والحبوب- والوزن والحجم� والمقاس� للشكل� دقيقة تقديرا�ت على الحصول بمكان

تتم� والتي� األخ�رى الطبيعية والخصائص السطحية والمساحة النوعي�للمنتج. هندسية كمعامالت منها االستفادة

التالية: الطبيعية الخصائص دراسةب الفصل� هذا في وسنهتم� والمقاس� الشكل�.1السطح. مساحة.2والحجم� الشكل�.3المسامية.4المائي النشاط.5 البالستيكية األغشية ونفاذية الغذا�ئية العبوا�ت خصائص.6والعبوا�ت الغذا�ئية للمنتجات الميكانيكية الخواص�.7اللون.8(Shape And Sizeو.المقاس: ) الشكل2-1

علمية: خلفية2-1-1 األبعاد هي وما ما؟� زرا�عية لمادة افترا�ضه يجب الذي الشكل� هو ما

األسئلة أول� من هما السؤا�لين هذين الحسابات؟� في استخدا�مها يجب التي� سبيل� - على ما لفاكهة التبريد. منحنى تحليل قبل عليها اإلجابة يجب التي�

من الزراعية و.الحبوب البذو.ر. فصل كيفية. استيعاب قبل - أو المثال�.ذلك غير أو ء�الهوا�ب الدفع� باستخدا�م بها العالقة الشوا�ئب

مسائل لحل المتوفرة الهندسية واألشكال المنحنيات من عديدال هناك األشكال هذه ،الهندسية الموا�د في المستقر غير الحرا�ري االنتقال

ولألبعاد للشكل� دقيقة تقديرا�ت على الحصول أهمية مدى توضح والمنحنيات الخرا�ئط هذه استخدا�م قبل الهندسية الموا�د بهذه الخاصة به المتعلقة

معلوم هو األجسام. وكما هذه في الحرا�ري االنتقال مسائل لحل والمنحنيات الحلول� إيجاد تم� فقد المستقر غير الحرا�ري االنتقال ألساسيات دراستنا من

أو الكروية كاألشكال� الشكل� المنتظمة الهندسية لألجسام بالنسبة الهندسية يمكننا وعليهوغيرها. مستطيالت متوا�زي شكل على التي� أو األسطوا�نية

أو والبرتقال� التفاح مثل� الزرا�عية المنتجات لبعض الكروي الشكل� افترا�ض على أو أسطوانية أوعية - في واألعالف الحبوب - مثل� الزرا�عي المنتج وضع�وتبريدها. تسخينها عمليات إجراء� قبل مستطيالت متوا�زي شكل

يعتبر الماء� أو الهواء� باستخدا�م الصلبة المواد نقل عمليات وفي� الدقيق� الهامة. فالتقدير التصميم� معامالت من المالئم� المادة شكل افترا�ض

16

أهمية لها بها، ( المتعلقةDiameters) ( وا�ألقطارFrontal area) الموا�جهة للمساحة Drag) االنجرا�ر ( ومعاملTerminal Velocity) النهائية السرعة إيجاد عند بالغة

Coefficientرينولدز ( ورقم� (Reynolds Number.) والمقاس� الشكل� معرفة ويعتبر الجهد توزيع. مسائل في كذلك هاما

اإلليكتروستاتيكي الفصل� وعند ،ما حمل تحت الواقعة المادة. داخل تطوير وعند اللون وتقييم� الضوء انعكاس حاالت وفي� الغالل�، وحبوب للبذوروالمقاس�. الحجم� على استنادا التصنيف - أي الحجمي� التصنيف أجهزة

من لعديد المسامية. و.الطبيع.ة المنتظم. غير الشكل ويمثل الحجم� إليجاد القياسات إجراء� عند صعوبة يشكل� عائقا الزرا�عية المنتجات هذه لقياس� السهلة الطرق بعض استخدا�م المثال�. وعند سبيل� على والكثافة

الحذر جانب إتباع يجب الحجم�، لقياس� الماء� إزا�حة استخدا�م مثل� الخواص�، الصغيرة الموا�د حالة في خاصة المادة داخل إلى� الماء� نفاذ الحتمال� نسبة

النتائج. في عالية خطأ نسبة على الحصول وبالتالي� البذور، مثل� الحجم� ،األبعاد( )دا�لة والمقاس� الشكل� خاصيتي بين الفصل� الصعوبة ومن

الشكل� تعريف فيزيائي. وعند جسم� أي وصف عند أهمية همايكلل أن حيث�للجسم�. البعدية المعامالت بعض قياس يتعين

Criteria For Describing Shape And و.المقاس: الشكل قياس طرق2-1-2Size

(Charted Standards) قياس.ية. بأشكال المقار.نة(1) الزرا�عية المنتجات شكل مقارنة يتم� الطريقة هذه في استخدا�مب )مثال

مثل� قاسية أشكال�ب (للمنتج والجانبية الطولية للمقاطع االستشفافي� الرسم� قياسية لموا�صفات أمثلة يوضح ( وا�لذي5 شكل) ططالمخ في الموضحة تلك

نستطيع� القياسية الخرا�ئط لهذه والبطاطس. وباستخدا�منا والخوخ للتفاح التعبيرا�ت طريق� عن أو الخريطة من رقم� باستخدا�م إما المنتج شكل تعريف

وتجار مزا�رعي� بين عليها االتفاق تم� والتي� التالية التعبيرا�ت مثل� الوصفية(.2) جدول� في كما والخضرا�وات لفاكهةكا الزرا�عية المنتجات

الزرا�عية. )ا�لنسبية( للمنتجات القياسية األشكال (. بعض2) جدول�

17

سهلة طريقة تعتبر القياسية المخططات مع� الجسم� لشكل بالنظر والمقارنة

تختلف والتي� للمقارن الطبيعية النفسية الحالة على تعتمد موضوعيتها ولكن .حسي�( )تقييم� متباينة نتائج إلى� يؤدي قد وهذا آخر إلى� مرا�قب� أو شخص من

أخذ ( يتطلبReproducible results) التطابق مقبولة نتائج على الحصول وإمكانية تطبيق� ويمكنمتمرسين. أشخاص أو مرا�قبين على واالعتماد الحذر جانب ويتم� الجودة معايير كأحد وكذلك والتدريج الفرز عند القياسية األشكال هذه

والتدريج. الفرز معيار على لالستدالل� بها الفرز عمال� تزويد

الوصفالشكل(Spheiold) الكروي الشكل يقارب(Round) - م�ستدير1 عند )منبطح� - م�فلط�ح2

(Oblateالقط�بين�( ) قمة� وفي� الساق نهاية� عند منبسط�

األع�لى�. الجزء القط�ر من� أكبر الرأسي� القط�ر(Oblong) الشكل - م�ستطيل3

األفقي�.القمة. اتج�اه في� حاد(Conic) الشكل - م�خروطي�4 نهاية� عند وعريض الشكل بيض�اوي(Ovate) - بيض�اوي5

الجذع.جنب�( ) إلى� )مائل - م�نكفي�6

Lopsided) والقمة الجذع بين المو�صلة المحاور

مائلة.مقلو�ب. بيض�اوي(Obovate) مقلو�ب - بيض�اوي7المقط�ع( ) )ناقص - إهليلجي�8

Elliptical)اإلهليلجي�. للجسم مقارب

مسط�حة�. أو الشكل مرب�عة النهاي�ات(Truncate)أبتر( ) - أقط�ع�9اآلخر. من� أكبر الجسم نص�في� أحد(Unequal) متساوي - غير10لالستقامة�. مقاربة� المقط�ع جو�انب�(Ribbed) - م�ض�لع�11 للشكل مقارب األفقي� المقط�ع(Regular) - م�نتظ�م12

الدائري. للشكل مقارب غير األفقي� المقط�ع(Irregular) منتظم - غير13

الدائري.

18

19

شكل )5

س والخو�خ� والتفاح�.ف ش�كل ثمار البط�اط

ستخدم�ة لو�ص( أم�ثلة لألشكال القياسية ا�لم

و.الحجم. المساحة. معلومة. هند.سية أجسام مع. التشابه( 2) األشكال أحدل المنتجات بعض أشكال تقريب� يمكننا األحيان بعض في أشكال لعدة والحجم� المساحة حساب كيفية المعروف المنتظمة الهندسية

:وغيرها. مثل االسطوا�نة، المستطيالت، متوا�زي المكعب، الكرة، منها يدور عندما يتكون ( وا�لذيProlate Spheroid) المد.بب الكرو.ي الشكل- أ

(.Limon) الليمون مثل� األساسي�، محوره ( حول�Ellipse) االهليليجي� الشكل� ( ومساحةV) الحجم� لتقدير التالية الرياضية معادالتال استخدا�م ويمكنيلي�: ( كماS) السطح

و ،الترتيب على والثانوي األساسي� المحاور شبه يمثالنb وa حيث�eثابت eccentricity):ويساوي )

( وا�لذيOblate Spheroid) القطبين عند. المفلطح الكرو.ي - الشكلب Minor) الثانوي محوره ( حول�Ellipse) اإلهليليجي� الشكل� يدور عندما يتكون

Axis،) فروت الجريب مثل� (Grape fruit.وا�لطماطم� )استخدا�م يمكن و :S السطح ومساحةV للحجم� التالية المعادالت

( 1)

( أوRight Circular Cone) المستقيم. الد.ائري المخرو.طي - الشكلج يمكن و(.Cucumbers) الخيار ( أوCarrots) الجزر مثل� األسطوا�ني� الشكل�

التالية: الرياضية التعبيرا�ت استخدا�م

(2)حيث�:

r1الدا�ئري. المخروط قاعدة قطر = نصفr2الدا�ئري. األعلى�( للمخروط )ا�لجزء� قمة قطر = نصفhالدا�ئري. ا�لمخروط)طول�( = ا�رتفاع

يمكن السابقة المعادالت من السطح ومساحة الحجم� حساب وبعد الزرا�عي للمنتج الفعلية السطح ومساحة الفعلي الحجم� إيجادب ذلك مقارنة باستخدا�م العملية بالنتائج عملية( وبمقارنتها تجارب )بإجرا�ء تجريبيا

ويمكن.(Correction Factor) تصحيح معامل� على الحصولو المعادالت استنادا تقييم� حسابات إلجرا�ء� المعامل� هذا مع� الرياضية المعادالت استخدا�م عليه

المنتج. من المعين الصنف لهذا� الشكل�

20

r1

h

r2

a

b

الهند.سية. األشكال من العد.يد هناك أن إلى اإلشار.ة. و.تجدر. عد.د في. مد.رجة و.مساحتها حجمها حساب أمكن التي المختلفة

الهند.سية.. المراجع. من

الثمار.:(Sphericity) كرو.ية تقد.ير(3) على الكروية( يستند مدى )أ�و الكروية لمفهوم الهندسي� األساس�

طرق عدة (. هناكIsoperimetric Property) للكرة المحيطي� التساوي خاصيةمنها: الكروية مدى لقياس�

دائرة.(.: و.أكبر )بأصغر الكرو.ية. )أ(. مد.ىالتالي�: دائرة( بالتعبير وأكبر أصغر )بداللة الكروية مدى تعريف يمكن

di / dc الكروية( = )مدى Sphricity )4(حيث�:

diالدا�خل�. من محيطة دائرة أكبر = قطرdcالخارج. من محيطة دائرة أصغر = قطر

(.6) شكل في يه كما واألبعاد مدى يوضح(3) والجدول�الكروية. تقدير طرق أبسط� التعريف هذا ويعتبر

كه.واالف لبعض ريقةالط بهذه الكرويةأ(. )طريقة الفوا�كه لبعض الكروية (. مدى3) جدول�

مد.ى (ب)

شكل عن التالية الرياضية الكروية مدى معادلة تعبر)المكافئة.(: الكرو.ية.له. مساو حجم� ذات بكرة مقارنة صلب� جسم�

de / dc الكروية( = )مدىSphericity )3(

)%�( الكروية مدىالمنتجم%90ماكينتوش� تفاح1%92مليبا تفاح2%92ذهبي تفاح3%92أحمر تفاح4%90ستايمان تفاح5%89روماني� تفاح6%90األزرق التوت7%95الكريز8%93األحمر الخوخ9

%97ألبرتا خوخ10%89ماكسين كمثرى11

21

di

dc

( أبعاد الكروية )طريقة 6شكل )أ(

حيث�:deالجسم� لحجم� مساو حجم� ذات كرة = قطر (Ve= 4/3 re

3).dcللجسم�. قطر أكبر عادة أو بالجسم� تحيط كرة أصغر = قطر

الصلب� الجسم� حجم� أن بافترا�ضأهليجي(.: )لشكل الكرو.ية. ( مدىج) الكرة قطر ( وأنc و a ، b) تقاطعاته إهليليجي� حجم� يساوي

كذلك فإنه اإلهليليجي� ( للشكلa) األكبر التقاطع� خط� هو المحيط�أدناه: بالمعادلة الكروية مدى عن التعبير يمكن

الصلب الجسم حجم 0.33= )��������������������( الكروية مدى

الصلب بالجسم المحيطة الكرة حجم 3/1

Sphre criled Circum of VolumeSolid of Volume

الكروية( = )مدىSpherecity

(5)

3/1

3/6 c b a /6

a

3/1

2a c b

المتوسط الهندسي القطر ���������������� =

األكبر القطر

(6)حيث�:

a =ا�الرتفاع( األكبر التقاطع�(.b =على المتعامد األكبر التقاطع� a األكبر( )ا�لقطر.c =على المتعامد األكبر التقاطع� aو b. األصغر( )القطر

في بعضها مع� التقاطعات تتقاطع� أن بالضرورة وليسواحدة. نقطة

مد.بب )القطر/االر.تفاع(. لجسم. الكرو.ية. )د( مدى

22

من خاصة حالة ه�( وهي�1427) وحسن الحمدا�ن الطريقة هذه اقترح المدببة األصناف ثمار مثل� بالتمور الشبيهة للمنتجات وذلك األول� التعريف

السيف. ونبوت كالسكري d/L الكروية( = )مدىSphericity )7(

الثمرة. طول�h و الثمرة في قطر أ�كبرd حيث� الثمار.:(Roundness) استد.ار.ة. حساب(4)

االستدا�رة تعتبر اقترحت� ولقد الصلب� الجسم� زوا�يا حدة لمدى مقياسا الطرق هذه أكثر هنا وسنستعرض لتقديرها، كثيرة طرق يلي�. فيما استخدا�ما

االستد.ار.ة.: تقديرل األو.لى الطريقةأ. Roundness = Ap/Ac

حيث�: Apفي للجسم� الكبرى المتساقطة = ا�لمساحة

الطبيعية. سكونه حالة Acفي كما ،بالجسم� تحيط دائرة أصغر = مساحة

(.7) الشكل�االستد.ار.ة.: تقديرل الثانية الطريقةب.

= r / nR )ا�الستدا�رة(Roundness حيث�:

r (8) الشكل� في موضح هو كما االنحناء� قطر = نصفRالدخل. من بالجسم� تحيط أن يمكن دائرة أكبر قطر = نصفnأنصاف تحديد خاللها من تم� التي� للزوا�يا الكلي = ا�لعدد

( r) البسط� في جمعها تم� والتي� ا�النحناء�ات(r) أقطاراالستد.ار.ة." االستد.ار.ة.: " نسبة. لقياس الثالثة الطريقة..ج.

Roundness Ratio = rs / Rave االستدا�رة( )نسبةحيث�:

(Raveفي ) للجسم� المتوسط� القطر نصف هو الحالة هذه (rsهو ) حدة. الزوا�يا ألكثر االنحناء� قطر نصف

الدا�ئرية مدى إيجاد من يمكن منفردة لزاوية االنحناء� قطر نصف أن حيث�(.9) شكل في كما التسطح، )ا�الستدا�رة( أو

(Average Projected Area: ) المتوسطة المتساقطة المساحة.(5)

23

ApAc

A( = 1( االستدارة )7شكل ) pA/ c

R

r s

= ( نسبة االستدارة 9شكل )r sR/ eva

R

r1

/ r= ( 2( االستدارة )8شكل )RN

r4

r3

r2

الليمون لتدريج جهاز تصميم� عند الباحث المقاس( ا�قترح على )ا�ستنادا�Houston) هوستن المتساقطة المساحات مسقط بأنه وعرفه للمقاس� ( معيارا والذي المعيار متعامدة. هذا� محورية أبعاد ثالثة طول� على أخذها تم� والذي(.10) شكل في كماAc المساحة معيار أنه على له يرجع

العلوي )ا�لجزء� المساحة معيار لتسجيل التصوير نظام ( وضع�10) شكلاالتجاهات. من عديد في والخضرا�وات األيسر( للفاكهة

المساحة متوسط بين عالقة إيجاد تم� المعيار هذا دقة مدى والختبار الممكنة االتجاهات كل االعتبار في يؤخذ بأن )وذلكA الحقيقية المتساقطة

حسابه يتم� الذي الجسم� حجم� الجسم�. ومن حجم� إلى� للتساقط�( إضافة إيجاده يتم� الذي الفعلي الحجم� مع� ذلك مقارنة نستطيعA على استنادا تجريبيا. التعبير يمكن( Convex bodies) المقعرة األجسام نظرية على واستنادا

التالية: الرياضية العالقةب عنها

حيث�:Vو = ا�لحجم� Sالمقعر. للجسم� السطح مساحة

المساحة ربع� تساويA المتساقطة المساحة متوسط أن وجد وقداآلتي�: على نحصل السابقة المعادلة في وبالتعويض ،S = 4 A أن أي السطحية

أو ثابت�.K حيث�

أن: نجد المنتظم� الكروي للشكل� بالنسبة

24

التالية: القيود االعتبار في تؤخذ أن يجب السابقة المعادلة استخدا�م عندوالمنتظمة. الكروية األشكال حالة في فقط� )=( ينطبق التساوي رمز(1) للجسم� المميزة األبعاد مع� يتغير له وحدا�ت ال ( الذيK) الثابت (2

Characteristic Dimensions .) الشكل� تعريف يتعين معقول بشكل� ثابتةK بقيمة لالحتفاظ ولكن

( للعيناتShape Factors) الشكل� معامالت تقع بحيث منتج لكل المالئم�معينة. حدود داخل

Unrestricted) الحرة لالتجاهات بالنسبة (،10) شكل في كماAc في ( التغير3Orientationكبير ) للحجم�، مقبول مقياس� على بالحصول يبشر وال جدا�

بوضع� مقبول لمستوى التغير هذا مدى تخفيض يمكن ذلك عن ورغما زوا�يا من للتساقط� محاور ثالثة على والحصول ساكنة حالة في الجسم�

يمر عندما الحر االتجاه حالة األفقي. وتحدث السطح مع� متساويةحر. وقوع حالة في وهو التدريج جهاز في القياس� وحدة خالل� الجسم�

منحنياتال في هو كما الكروية، مدى لتقدير أخرى طريقة كذلك أنها ونالحظ التالية:

والبط�اطس والليمو�ن للجزر والحجم المساحة معيار بين (: العالقة�11) شكل) المحتمل� )يسار(. )يمين( ا�لخ�طأ الكروي الشكل لمنح�نى� بالمقارنة�

Probable Errorالحجم قياس� ( في� والحجم A= KV0.66 على� استناداالفعلي�.

K قيم� إيجاد وتم� متعددة لمنتجات قياسات على الحصول تم� وقد أن يتضح المنحنيات (. ومن11) شكل في كما والجزر والبطاطس لليمون يمثل الليمون الجزر يمثل بينما الكروي الشكل� إلى� أقرب شكال شكال مطاوال

(Elongated)والطماطم� البطاطس مثل� منتجات الشكلين هذين بين . وتقع رسمها تم� التي� المنحنيات فإن أخرى والبرقوق. وبصيغة والكمثرى والتفاح على يتعين والتي� األشكال فيه تقع الذي المدى تحدد الكروي والشكل للجزر

في المحتمل الخطأ ( كذلك11) الشكل� معها. ويوضح التعامل التدريج آلة

25

الكبير التغير أن الشكل� من الحقيقي. ويالحظ بالحجم� مقارنة بالحجم� التنبؤ للخطأ كبير متوسط إلى� تؤدي البطاطس مثل� لمنتجات المميزة األبعاد في

الخطأ متوسط يزدا�د الجسم� مقاس� صغر كلما أنه يالحظ المحتمل. كذلكالمحتمل.

األبعاد قياسلالحبوب( )مثل الصغ.يرة. ألجساما تكبير( 6)أحجامها: إيجادو. المحور.ية

كل مساقط� تحديد يمكن أنه نجد البذور مثل� الصغيرة لألجسام بالنسبة الحبة الفوتوغرا�في. توضع� التكبير استخدا�م طريق� عن باستشفافها عينة يغطي� بحيث الحبة تحريك ويتم� حساس�ال الفلم� عليه يوجد الذي السطح على المكبر يركز ممكنة. ثم� مساحة أكبر ظلها يعطي� حتى� بؤريا واضحة. حدودا�

تحرك الحبة. ثم� صورة استشفاف على يعمل بالمليميترا�ت تدريج وهناك األطول بعدها يكون بحيث الصغرى المتساقطة المساحة لتعطي الحبة

استشفاف الكبرى. وبعد المتساقطة للمساحة األطول للبعد مساويا منc وb وa المحاور قياس يتم� والكبرى الصغرى المتساقطة المساحات رسومات من قياسها يتم�b وa عليها. المحاور الحصول تم� التي� الرسومات

لرسم� متوا�زية مساطر مجموعة استخدا�م الكبرى. ويمكن المساحة ورسم� االستشفاف مساحات أضيق� في الحبة رسومات حدود في مماسات الوا�جهات أطول هوa المماسات. ا�لمحور هذه على عمودية خطوط

حدود في الطريقة نفس إتباع أقصرها. ويمكن هوb والمحور المستطيلة) . ا�لشكل�c المحور إليجاد الصغرى المتساقطة للمساحة الحبة رسومات

تم� والتي� والحبوب للبذورc وb وa الثالثة والمحاور الشكل� ( يوضح12أعاله. بالطريقة إيجادها

الظل� راسم� جهاز استخدا�م على وتعتمد دقة وأكثر أسرع طريقة وهناك(Shadowgraphكما ) استخدا�م يتم� الجهاز هذا (. وفي13) شكل في واضح هو

ألبعاد المباشر القياس� في ( للمساعدةMicrometer) مايكروميتر اثنين عدد المثال�. سبيل� على للبذرة أخرى حالة أي أو الساكنة الحالة في محورين الزجاج على البذرة ظل من البذرة حدود استشفاف على الحصول ويمكن

يمكن كماللجهاز. األرضي� لتكبير الزجاجي العرض جهاز استخدا�م أيضامقابلة. شاشة على الشفافة الورقة على من الصورة

26

تقد.ير (7)

:تجريبية. رياضية. معادالت و.المقاس الشكل معامالت يمكن عملياتها على والمق��اس� الش��كل ي��ؤثر ال��تي التطبيقات بعض في

التالية: العالقةب هاعن التعبيرI = ƒ (sh, s) )9(

قد األخرى التطبيقات (. وفيS) ( وا�لمقاس�Sh) بالشكل� ( معامل�I) يتأثر حيث� مثل� أخرى بمعامالت بل� وحدهما والمقاس� بالشكل� ( ليسI) المعامل� يتأثر

التماسك ومعامل� (،Packing Index( )P) الحشو ومعامل� (،Orientation( )O) االتجاه(Firmness( )F )التالية: الدا�لة في كما ذلك وغير

I = ƒ ( Sh, S, O, P, F, ...) )10( صندو.ق: لملء ما فاكهة من الالز.م العد.د إيجاد

27

شكل لقياس يستخدم ( والذيNikon Shadowgraph) نيكون الظل ( راسم13) شكل.الب�ذور ومقاس ( استشفاف الشكل وتحديد التقاطعات الث�الثة 21شكل )

للبذور والحبوب والتي تم إيجادها بالتكبير الفوتوغرافي.

) ( Y) ضيعوت يمكن عبوة في الفاكهة عدد لتقدير (x1) و (،I) من بدال ( لمعاملx5) و الحشو ( لمعاملx4) و ( لالتجاهx3) و ( للمقاس�x2) و للشكل�

الحدية المعادلة كتابة يمكن السابقة. وبالتالي� المعادلة في التماسك(: Multiple Regression) التالية المتعددة

Y = b1x1 + b2x2 + b3x3 + b4x4 + b5x5 )11( لمجموعة الالزمة القياسات بأخذ العالقة هذه قيم� على الحصول ويمكن

وتقديرها معامل� لكلY معx تغير قيم� على والحصول المنتج أعدا�د من) المتعدد االرتباط ( وعالقاتAnalysis of Variance) التغيري التحليل� باستخدا�م

Multiple Correlation)مثل� إحصائية برا�مج باستخدا�م (SASأو ) جدا�ول برا�مج .(Excel) مثل� الكترونية

األبعاد: بداللة. بذو.ر. حجم. إيجاد غير زرا�عية منتجات والخضرا�وات والفاكهة الغالل� وحبوب البذور تعتبر

عمليم يمكن ولكن الشكل� منتظمة المتعامدة للمحاور عديدة قياسات أخذ ا .الشكل� في االنتظام عدم بازدياد الالزمة القياسات هذه عدد . ويزدادلها

التخاذ استخدا�مها يجب التي� القاعدة معرفة بمكان األهمية من أنه نجد لذلك الكامل للتعريف القياسات من الالزم بالعدد يختص فيما السليم� القرار حجم� بين عالقة إيجاد هو القوا�عد هذه المعني. وأحد المنتج أو الجسم� بتكوين لألجسام بالنسبة المثال� سبيل� وعلى� المالئمة، ومحاوره المعني الجسم�التالية: العالقة على الحصول نستطيع� الشكل� الكروية

n321 bn

b3

b2

b1 a......aa a V (12)

التي� الجسم� هذا أقطار هي�an .... , a3 , a2, a1 و الجسم� حجم� هوV حيث� ( نتحصل4-2) للمعادلة العشري اللوغاريتم� للمقاس�. وبأخذ كمعيار تستخدم

التالية: الخطية المعادلة علىLog V = b1 Log a1 + b2 Log a2 + b3 Log a3 + ... + bn Log an)13(

( -multiple linear regression) المتعدد الخطي االنحسار طريقة وباستخدام V الحجم� بين كمية عالقة إيجاد - نستطيع� مشهورة إحصائية طريقة وهي

إيجاده يمكن والذي الحجم� قيم� في مشاركتها ومدىa المتعامدة والمحاور(.Analysis Of Variance) التغيري التحليل� طريقة استخدا�م طريق� عن

األبعاد: بداللة. الذ.رة. حبوب حجم. إيجادل مثال أبعادها بداللة المجففة الشامية الذرة حبوب وحجم� شكل أوجد معمليا،

. أكوا�ز عدة من ذرة( وكذلك )كوز سنبلة من قياس ثم� منو الشامية الذرة حبوب من ( حبة50) خمسين عدد أخذ تم� النوعي� والوزن الوزن إلى� إضافة والمتوسطة والثانوية األساسية محاورها

حبة شكل تعرف التي� المعامالت كأحد الحبة حجم� اعتبار تم� وقد حبة. لكل حبة لمقاس� كمعيار المتعامدة الثالثة المحاور قياسات اعتبار وتم� الذرة

28

تم� ولقدالذرة. (Size) ( وا�لمقاس�Shape) الشكل� بين عالقة على الحصول أيضا سنبلة في مختلفة ( لقطاعاتSpecific Gravity) النوعي� ( وا�لوزنWeight) والوزن

مختلفة أصناف من ولخليط الصنف بأكمله( لنفس الذرة )كوز الشامية الذرة(. 4) جدول� في واضح هو كما

المحورية األبعاد ( في�Variance) التغير ( مالحظة3) الجدول� من يمكن الذرة )سنابل� صفرا�ء ذرة أكوا�ز لعدة األوسط المقطع من المأخوذة للعينات

بأكمله الذرة كوز من المأخوذة للعينات بالمقارنة الصنف نفس الشامية( من من المأخوذة العينات أو الصنف - لنفس فقط� األوسط المقطع - وليس

) االرتباط معامل� أن الحظ�ي متعددة. كما ألصناف بأكملها الذرة أكوا�زCorrelation Coefficientللصنف بالنسبة أعلى� المحورية واألبعاد الحجم� ( بين

متعددة. أصناف من لخليط بالمقارنة الوا�حد الحجم� تقديرا�ت أن اعتبار حالة في أنه التجربة هذه من ستخلصيو

تمثل معيارا الحصول يمكن( a, b and c) محورية أبعاد ثالثة بقياس� فإنه جيدا� غير الزرا�عية للمنتجات والمقاس� الشكل� إليجاد الالزمة المعلومات على

الصفرا�ء. الشامية الذرة حبات مثل� المنتظمة

29

(. ا�لعالقة بين ا�إلبعاد ا�لمحورية الثالثة وا�لحجم� والكثافة النوعية4جدول� ) حبة ذرة شامية )ذرة صفرا�ء(.50لعينات تحتوي على

العينةواإلحصاءات

القط ر

األكبرa (mm)

القط ر

المتوسط

b (mm)

القطراألصغرc (mm)

الوزن

W (gm)

الكثاف ة

النوعيةSG

الحجم

الوزن/الكثاف

ة

معادل ة

االرتباط

الذ.رة. كوز. منتصف من و.احد. ( صنف1)10.7المتوسط

87.584.570.271.220.22

20.22

10.47الت�فاوت

50.21

40.1510.00

10.00

20.00

1-

مع االرتباطrالحجم

0.660.590.27--1.00- ln V = -7.14 + 1.18 ln a + 1.04 ln b + 0.48 ln c( 1) االرتباط معادلة

بأكمله.. الذ.رة. كوز. من و.احد. ( صنف2)11.1المتوسط

57.304.860.271.240.22

20.22

11.07الت�فاوت

10.67

00.5860.00

30.00

10.00

2-

مع االرتباطrالحجم

0.750.780.30---1.00- ln V = - 6.19 + 0.62 ln a + 1.13 ln b + 0.6 ln c( 2) االرتباط معادلة

أصناف عد.ة. من ( خليط.3)12.6المتوسط

68.55.240.351.240.280.29

1.720.770.50.00الت�فاوت4

0.004

0.002

-

مع االرتباطrالحجم

0.350.410.32--1.00- ln V = - 6.18 + 0.9 ln a + 0.71 ln b + 0.68 ln c( 3) االرتباط معادلة

و.كاميرا اآللي الحاس.ب طريق عن و.المقاس الشكل تقد.ير( 8)األبعاد: ثالثية

األبعاد أو المساحة حسابو الشكل� تقدير يتم� الطريقة هذه في عن العينة لون باختالف تمييزال ثم� ومن ضوئية ماسحة أو كاميرا باستخدا�م

30

وتتبع� الشاشة على العرض طريق� عن المباشر القياس�ب تتم� أو الخلفية،.المطلوبة األبعاد وقياس�

31

(Surface Areaالسطح: ). مساحة تقد.ير2-2علمية خلفية2-2-1

األورا�ق مثل� النباتات من األجزاء� لبعض السطح مساحة معرفة ومهندسي النبات لعلماء� الهامة المعلومات من تعتبر الفاكهة سطح ومساحة

األورا�ق سطح مساحة المنتجات. وتعتبر وتصنيع� مناولة عدةل مؤشرا�:ومنها تطبيقات،

في أهمية له للنبات. وقياسه اإلنبات ومعدل الضوئي�، التمثيل سعة.1 والمواد الضوء على للحصول� النباتات بتنافس المتعلقة الدرا�سات

والماء� والتربة النبات وعالقات التغذوية الحشرا�ت مبيدا�ت رش معدالت على للحصول� اآلفات مكافحة في.2

أهمية لها الفاكهة سطح مساحة فإن الحال والفطريات. وبطبيعة عمليات في تغطيتها الالزم بالمساحات المتعلقة الدرا�سات في بالغة

.الرش� عن الناتجة الروا�سب وإزا�لة الرش� مثل� أخرى خصائص األخرى. وكذلك الحيوية العملياتو التنفس معدالت.3

اللون.. وتقييم� الضوء انعكاس والتبريد التسخين عمليات خالل� الحرا�رة بانتقال المتعلقة الدرا�سات.4

.والتجميد Leaf and Stalk Surface:) النباتات و.أو.راق سيقانل السطح مساحة 2-2-2

Area) تعتمد والجذوع األورا�ق سطح مساحة لقياس� المستخدمة الطرق بعض

على: بياني رسم� ورقة على المساحة. استشفاف.1 كانت�: والمربعات وعد

باإلضافة والجهد الوقت� من الكثير تستهلك أنها إال السابق في تستخدمدقتها. محدودية إلى�

على العينة سطح بطباعة وذلك: (Contact Printing) بالتالمس. الطباعة..2) البالنيميتر باستخدا�م المساحة قياس ثم� منو للضوء� حساسة ورقة

Planimeter) طريقة وهيالمنتج: ألسطح فوتوغرافي مساقط. استخد.ام.3

شكلها. تقدير عند والبذور للحبوب استخدمت� التي� لتلك مشابه تقريبية :الورقة ومساحة هابين عالقة وإيجاد :الورقة و.عرض طول بقياس.4

مع� نبات لورقة(العرض× الطول�) بين عالقةال ( يوضح14) الشكل� للخس بالنسبة العالقة نفس إيجاد تم� كما ،السطحية مساحتهاأخرى. مشابهة ومنتجات

32

عرضها. في الورقة طول� بداللة نباتية ورقة سطح بمساحة ( التنبؤ14) كلش الهواء:(تيار) ضغط.ب يعمل الذ.ي البالنيميتر . طريقة.5

Air Flow) ا�لهوا�ء�(تيار) ضغطب يعمل الذي البالنيميتر طريقة تعتبرPlanimeterذكرها تم� التي� الطرق من عدد مع� مقارنةالب وسرعة دقة األكثر ( هي

التيار بالنيميتر جهاز استخدم وقد. واألورا�ق للجذوع السطح مساحة إليجاد(.Corn Stalks) الشامية الذرة لساق العرضية المقطع مساحة لقياس� الهوائي

وأنبوب بيتوت وأنبوب نفخ مروحة من أساسي� بشكل� الجهاز ويتكون عليه لتستند خشبية حلقة في ( مثبتmesh 16) فتحاته ومنخل� وأفقي رأسي ( يوضح15) . الشكلالضغط� لقياس� مانوميتر ومايكرو العينة رسما تخطيطيا

يوضح التالي� .وا�لمثال�. للجهاز المعايرة ومنحنى� الهوائي التيار لبالنيميتر طرق بعض بين ( مقارنة5) جدول� يعطي� كما الجهاز. استخدا�م على تطبيقاالطريقة. هذه مع� القياس�

للجهاز. المعايرة ومنحنى� الهوائي التيار بالنيميتر ( جهاز15) شكل(Grass Rye) نوع لعشب السطح مساحة قياس طرق ( مقارنة5) جدول�

القياس� طريقة حسب� المساحة عدد

األورا�ق × ( الطول1)

العرض ( الطباع.ة2)

التالمس.ب تيار ( بالنيميتر3)

الهواء53537365343736

10727274106771711511310510315125126127

33

2014314114220153146148

ورقة لكل - ثاني�ة عمل لوحدة المطلوب الزمن505012

مثال: المتوسط� اخذ تم� الهوائي التيار بالنيميتر جهاز معايرة منحنى� من للتأكد

يلي�: كما المايكرومانوميتر من قرا�ء�ات ألربعةoالهواء� تيار سريان بدون الضغط� قرا�ء�ة =

ماء�( )بوصة 0.049oبوصة1.05 مساحته دائري وقرص� الهواء� تيار بسريان الضغط� قرا�ء�ة(

ماء�( )بوصة 0.309= (2o0.049 - 0.309= (2 بوصة1.05) لمساحة المصححة الضغط� قرا�ء�ة

ماء�( )بوصة 0.260= 1 ,1 تساوي المقدرة المساحة أن نجد المعايرة منحنى� إلى� وبالرجوع

نسبة أن ( نجد2 )بوصة1.05 أي المستخدمة للمساحة ( وبالمقارنة2)بوصة. فقط%5 تساوي الخطأ

النبات أو.راق باستشفاف. المساحات . قياس6 ورقة على نباتيةال ورقةال مساحة استشفاف يتم� الطريقة هذه في

االستشفاف مساحة قص يتم� ووزنها(. بعدها مساحتها )معلوم بياني رسم� سهلة طريقةال هذه تعتبرووزنها.النباتية( الورقة وليس) البيانية للورقة. الهوائي التيار بالنيميتر طريقة من سرعة وأكثر

لالستشفاف( المستخدمة) البياني الرسم� ورقة وزن كان إذا� وكمثال� ورقة لكل السطح مساحة إيجاد يمكننا ،(2 )سم�135 )جم�( لكل1 يساوي

.135 في المقطوعة البياني الرسم� ورقة وزن ( بضرب2)سم� نباتية(Fruit Surface Area) ثمارلل السطح مساحة قياس طرق2-2-3:الحقيقية. السطح مساحة . إيجاد1

التالية: ( بالخطوا�تالتفاح مثل�) فاكهة مساحة قياس يتم�.ضيقة طولية مقاطع شكل على الثمرة كامل تقشير(1بياني. رسم� ورق على المقاطع هذه استشفاف(2 لقياس�قياس( طريقة أي )أ�و البالنيميتر استخدا�م(3

.مساحاتها الحقيقية السطح مساحة تعتبر والتي� المساحات هذه جمع(4

. للثمرة بداللة. المساحة. معلومة. هند.سية بأشكال . المقار.نة2

والمقاس� الشكل� قياس طرق في له التطرق سبق� : كماأبعادها والمفلطح المدبب والكروي واالسطوانية الكروية األشكال مثل�

محاورهب( Elipsoid) إهليلجيال لشكل�ل وغيرها. وكذلك والمخروطيa b c

34

المعادالت أكثر هي.و ها:زنو.و الثمرة. مساحة بين . الربط.3 جدا�ول وهناك. للتفاح التقريبية السطح بمساحة التنبؤ في عملية بمساحة للتنبؤ استخدا�مها يمكن التي� المعادالت بعض توضح

التفاح من مختلفة أ�صناف(w) كتل على ا�عتمادا�(S) السطحوالبرقوق. والكمثرى تم� الوزن بداللة التفاح مساحة لتقدير أجرى بحث وفي� ومساحتها كتلتها قياس تم� تفاحة84 استخدا�م تم� ثم� ومن معمليا

S : حيث� رياضية نماذج بعدة والكتلة المساحة بين العالقة رسم�= f (w)

ومنها.لها التنبؤ معادالتل منحنيات ثالث( 16) شكل يوضح لتقدير الخطي االرتباط معادلة منحنى� باستخدا�م التوصية تم�

ومعادلتها:%(97.5) االرتباط معامل� كان حيث� السطح مساحةS = 7.82 + 0.11 w

حيث�:SS المكافئة. الكرة بطريقة المقدرة السطح مساحةSL الخطي. االرتباط بمعادلة المقدرة السطح مساحةSC غير االرتباط بمعادلة المقدرة السطح مساحة

الخطي.

و.األقطار.: تتم. المقاطع. استخد.ام على تعتمد أخرى . طرق4 ،المتعاكسة العرضية للمقاطع السطحية المساحات تحد.يد عبر

المتعاكسة األقطار استخدا�مو ،المحورية أو الطولية للمقاطع عن الناتج القياسي� الخطأ أن وجد قد ولالطولية. أو المحوريةو

العرضية المقاطع مساحات من السطح بمساحات التنبؤ طرق من أصغر ، الفاكهة ووزن المتعاكسة واألقطار المتعاكسةا.محاولته تمت التي� األخرى القياسات

(Egg Surface Area) البيض سطح مساحة قياس طرق 2-2-4

35

الت�فاح سطح مساحة عن للتعبير معادالت عدة استخدام .(16) شكلالوزن. بداللة

:ومنها طرق، بعدة البيض سطح مساحة قياس يمكن سبق� مما التطرق سبق� : كماالمدبب( الكروي) هندسية أشكال مع� التشابه(1

له. : حيثالحقيقية( )ا�لمساحة الالصق� الشريط(2 يتم� التقشير من بدال

ثم� ومن الصق، بشريط البيضة مساحة كامل إحاطة بحرص�الشريط. هذا مساحة حساب

النظرية شبه المعادلة اقترا�ح تم�:والوزن المساحة بين الربط(3التالية: الطازج للبيض الخاصة

S = k Wm )14( كتلة = ا�لW(2)سم� السطح = مساحةS حيث�:

)جم�(kحسب5.07 و4.56 بين تترا�وح بقيمة = ثابت�

الشكل�.m0.66 ويساوي = ثابت�.

حساب ثم. و.من هند.سية أشكال عد.ة. إلى الجسم. تقسيم.(4امساحاته و.تجميع

(البيض مثل�) بانتظام مقعر لجسم� السطح مساحة يجادبإ وذلك المساحات وتجميع تقسيم� ثم� ( ومنProjection) التساقط� طريقةب

) الفوتوغرا�في المكبر أ�و (Shadow graph) الظل� راسم� باستخدا�مPhotographic Enlarger)الحصول . وبعدالشفافيات عرض جهاز أ�و

تقسيمه يتم� الجانبي� القطاع على تقسيما ذلك ويلي متساويا نقطة إلى� التساوي محور من عمودية أو موا�زية خطوط رسم�

العادية الحسابات الجانبي�. وباستخدا�م القطاع حدود مع� التقاطع� اآللي الحاسب باستخدا�م أو التكامل عملية إجراء� طريق� عن أو

لكل الدورا�ن مساحات ( بجمعS) السطح مساحة حساب يمكنتقسيمها. تم� التي� المقاطع

أبعادها موضحال جرا�م60 تزن طازجة لبيضة السطح مساحة أ�وجدمثال: . 17 شكل في

هاسطح مساحة تحديدلالبيضة. شكل ( أبعاد17) شكلالحل:

36

h

B

المختلفة. سطحأال مساحات جمع طريق - ع.ن1 باستخدا�م)ا�لموا�جه( لمتساقط�ا مقطعها استشفاف تم� البدا�ية، في

إلى� مقطعال تقسيم� تم� ذلك . بعدآخر( جهاز أي )أ�و الفوتوغرا�في المكبر التي� الوسطى المقاطع وبينهما سفلى دائرية وقطعة عليا دائرية قطعة

. (17) شكل في واضح هو ( كماy) منها كل سمك يساوي دائرية قطع هي والسفلى العليا الدا�ئريتين القطعتين أن افترا�ض يمكننا

القطعتين بين الوسطى المقاطع أن افترا�ض يمكننا كروية. كما أشكال من كل ( وقطرy) ارتفاعها أسطوانات عن عبارة هي والسفلى العليا الدا�ئرتين

لمخاريط� ناقصة أشكال عن عبارة القطاعات هذه أن (. وبافترا�ضdi) منها يغير ال والذي مستقيمة دائرية المقطع. لهذا� السطح مساحة من كثيرا�

نصف ( هوre) . حيث= re h A 2 تساوي الكرة لقطعة السطح ساحةمأدناه: المعادلة من إيجاده ويمكن المكافئ الكرة قطر

العليا: القطعة قطر نصف

السفلى: القطعة قطر نصف

العليا: القطعة سطح مساحةA

1 = 2 (0.791) (0.178) = 0.885 (in

2)

السفلى: القطعة سطح مساحةA

2 = 2 (0.674) (0.222) = 0.904 (in

2)

A3والسفلى: العليا القطعتين بين األسطوا�نات سطحأ مجموع مساحة

A = di y = y di3i = 1

n

i = 1

n

هذه ( وجمع�y) أبعاد ( على�di=(di1+di2)/2) المتوسط� القطر وبقياس�di ) األقطار

i = 1

n

قيمة حساب نستطيع� أعاله العالقة في واضح هو ( كما (A3

): A

3 = 8.95 (in

2)

العليا الدا�ئرية القطعة مساحة مجموع وهي(AT) الكلية المساحة إذن،هي: واالسطوانات والسفلى

37

Total Area (AT) = A1 + A2 + A3

=0.885 + 0.904 + 8.95 = 10.24 in2

(Prolate Spheroidالمد.بب:) الكرو.ي الشكل مع. التشابه طريق - ع.ن2 والثانوي، األساسي� القطرين إيجاد يمكننا للبيضة الجانبي� المقطع من

)بوصة(1.7 )بوصة( و2.3 يساويان ( فهما17) شكل في واضح هو وكماالترتيب. على

(.Eccentricity eq) الالتمركزية معادلة وباستخدام

e = 1 - ba

1 - 0.851.15

= 0.674

2 0 5 2 0 5. .

: المعادلة من السطح مساحة حساب يمكننا

S = 2 b + 2 a be

Sin e = 2 0.85 + 2 0.85 1.15

0.674 Sin 0.674

1802 -1 -1 2

=11.29 ( in2)

الحقيقية.: حةاللمس المباشر القياس طريق - ع.ن3 البيضة سطح مساحة نغطي� حتى� الصق شريط من شرا�ئح وضع� يمكننا

مساحاتها إيجاد يتم� ثم� ومن ونستشفها الشرا�ئح هذه نزيل ثم� كاملة، تغطيةالبالنيميتر. باستخدا�م 11.3 تساوي وكانت الطريقة بهذه الفعلية المساحة. إيجاد تم� ولقد

(.2 )بوصة سطح مساحة تقدير فإن أعاله الثالث بالطرق النتائج إلى� واستنادا

طريقة تعتبر المدبب، الكروي الشكل� مع� التشابه طريقة باستخدا�م البيضة وتعطي ومباشرة سهلة تقديرا� ومقبوال. دقيقا

المساحة. و. الوزن - ع.القة4:المعادلة في�m و k الثوا�بت قيمة وإليجاد

S = k Wm

:الحقيقية المساحة قيمة تعويض يمكننا S = 11.3 (in

2) = 70.5 (cm

2m = 0.66 وتعويض (:ثم� ومن

k =

SW

= 70.5

60 = 4.8m 0 66.

5.07 و4.56 بين المحصورة الحدود في تقع التي�و الكتلة بداللة البيضة مساحة عن التعبير يمكن الثوا�بت، هذه وبمعرفةالتالية: بالمعادلة

S = 4.8 w0.66

38

(Density and Volume) والكثافة الحجم تقدير 2-3علمية: خلفية2-3-1

تلعب الزرا�عية والمنتجات الغذا�ئية ( للموا�دDensity) الكثافة دورا� هاماتشمل:� التطبيقات هذه لبعض . أمثلةالحيوية التطبيقات من كثير في

oالبذور نقاء� مدى إيجادو الشوا�ئب فصلو والفرز التدريجoاألعالف. تخزينو كبسو تجفيف عملياتoجدرا�نها. على واألحمال� الغالل� صوامع تصميم�oوالذرة البسلة مثل� الزرا�عية المنتجات جودةو النضج درجة تقييم�

كلما كثافتها تزدا�د والتي� والبطاطس والفاصوليا الحلوة، الشاميةالنضج. من اقتربت

oأنسجة في المسامات تقديرو الفوا�كه ليونة ومدى قوام تقييم� النبات

oتوزيع خرا�ئط� وخاصة الحرا�ري االنتقال حسابات في تستخدم المعالجة. أو المبردة الثمار داخل الحرا�رة درجة

الحجم�، لوحدة المنتج كتلة بأنها الكثافة وتعرف

أي الماء�، لكثافة المنتج كثافة نسبة هي النوعية الكثافة بينما

منها: للكثافة تقسيمات عدة وهناكالبطيخ( أو التفاح )مثل الوا�حدة للحبة الحجم� الحبة: ويكون كثافةأ.

في مملوءة الحبوب من لمجموعة الحجم� الظاهرية: ويكون الكثافةب.محدد. حجم� ذو وعاء

تكون ال بحيث طحنها بعد للحبوب الحجم� الحقيقية: ويكون الكثافةت.الحبوب. أو الثمار داخل أو بين )نسبيا( بينية مسام هناك واألكثر الفوا�كه( )مثل الكبيرة للثمار الحبة كثافة استخدا�م شيوعا حال� كل والمكسرا�ت(. وعلى )ا�لحبوب الصغيرة للثمار الظاهرية والكثافة

والتجارية. العلمية المراجع في المقصودة الكثافة وتوضيح تحديد من فالبد ويتضح قياس السهولة من حيث� صعوبة األكثر هو الحجم� تحديد أن أيضاللمنتجات. الكتلة

القيم� ا�لتالية للكثافة ا�لنوعية لعدد من الموا�د:مممم

1.5سكر1.6-1.4غذائية منت�جات11.33رصاص6

1.00م(0ماء)

= =19.35تنغست�ونبمسام

0.9دهن0.3-0.82

0.96م(97) ماء0

0.91ثلج8حديد6

و.الكثافة: الحجم. قياس طرق 2-3-2 تلك عن والحيوية الغذا�ئية المنتجات شكل في االنتظام عدم يسبب�

هاماحجأ إيجاد يتم�ف المنتظمة األشكال .التالي� في كما تجريبية طرقب غالبا

39

مجاميع عد.ة. إلى و.الكثافة الحجم. قياس طرق تقسيم. يمكنو.هي:

ذو المنتج حجم� حساب يمكن حيث�هند.سية: أشكال مع. ( التشابه1)أبعاده. بداللة مباشرة المنتظم� الشكل�

إناء� في الجسم� يسقط� حيث�التقليدية.: الحجمية. اإلز.احة ( طريقة2) دقيقة غير بالطبع� الطريقة المزاح. وهذه الماء� حجم� قرا�ء�ة ويتم� مدرجالقراء�ة. دقة وكذلك للسائل� السطحي التوتر بسبب�

األخرى المنتج ومكونات الرطوبي المحتوى بداللةحسابية: ( معادالت3) طبيعة على وتعتمد دقيقية وغير تقديرية طريقة الحرا�رة. وهي� ودرجة ترا�كيز ذو محلول� مثل� واحد لمنتج تكون أن حال� في تقبل وقد المنتج

الموا�د. من متجانسة لمجموعة أو والمركزا�ت الحليب� مثل� مختلفة حساب في المتبعة العلمية الطرق وهيالعلمية: اإلز.احة ( طرق4)

علمية-– معملية تجارب أربع إلى� التطرق سيتم� التالي� الكثافة. فيوهي: الحبوب، من مجموعة أو الفاكهة كثافة وحساب لتقدير

(Platform Scaleالمنصة.: ) ميزان طريقة..1 الفوا�كه مثل� الكبيرة األجسام على وتنطبق� سهلة الطريقة هذه

. (18) الشكل� في موضح هو كما والخضرا�وات

الكبيرة. لألجسام والكثافة الحجم� لقياس� المنصة ( ميزان18) شكل غمر يتم� والوعاء�. ثم� الماء� كتلة قياس البدا�ية في يتم� حيث�

من أخف حال� في غامر قضيب أو خيط� بوا�سطة) الماء� في الفاكهة يمكن ومنه الماء�. في معلقة والفاكهة لميزا�نا قرا�ء�ة السائل( وأ�خذ

الوعاء�) كتلة تساوي والتي� الغمر بسبب� المزاحة الماء� كتلة حساب والجسم� والماء� سيتم� والتي�والماء�( )ا�لوعاء� كتلة مغمورا�( ناقصا

الحجم�: لحساب التالي� التعبير في استخدا�مهافإن: المغمورة لألجسام أرخميدس� قاعدة وحسب

والماء� الوعاء� - كتلة مغمور والجسم� والماء� الوعاء� = كتلة المزاح الماء� كتلة)جم�(

40

)جم�( المزاح الماء� كتلة( = 3)سم� المزاح الماء� حجم�= التفاحة حجم�

(15)(3)سم����������������������������������������������������(3)جم�/سم� الماء� كثافة

كتلة ةوبمعرفقرا�ئتها. ( وتؤخذالهواء� )في الميزا�نب الفاكهة توزن ثم� ومن كثافة حساب ( نستطيع�15) المعادلة من وحجمها الهواء� على الفاكهة: الفاكهة

)جم�( الهواء� في تفاحةال كتلة = التفاحة كثافة

�������������������������������������������������������������������������������(15)(3)جم�/سم�

(3)سم� التفاحة حجم�

يلي�: كما مباشرة النوعية الكثافة حساب ويمكنللماء� النوعية × الكثافة الهواء� في كتلةال

= النوعية الكثافة����������������������������������������������������������������������������������������������������

���المزاح الماء� كتلة

الماء� /كثافة المادة = كثافة للمادة النوعية الكثافة أو

مثال: البيانات ،المنصة ميزا�ن اس�تخدا�مب لتفاحة النوعية والكثافة الحجم� جدأو

كالتالي: المتحصلة جم�.129.78= الهواء� في التفاحة كتلة جم�1000= + الماء� الوعاء� كتلة جم�1160= المغمورة + التفاحة + الماء� الوعاء� كتلة

1 تساوي كثافته وأ�ن1 تساوي للماء� النوعية الكثافة أن بافترا�ض( = كتلة/�حجم�3)جم�/سم�

الحل:

41

160 = 1000 - 1160= المزاح الماء كتلةجم�

1 )جم�( / 160= المزاح الماء� = حجم� التفاحة. حجم. 3 سم�160( = 3)جم�/سم�

129.78= التفاحة / حجم� الهواء� في التفاحة كتلة= التفاحة. كثافة3 جم�/سم�0.811 = 160/

و 129.78 × 1

= للتفاحة النوعية الكثافة���������������������������������������������������� =0.811160

(Specific Gravity Balanceالنوعية: ). الكثافة ميزان طريقة..2 مثل� والحبوب الحجم� صغيرة الفوا�كه مثل� الصغيرة لألجسام بالنسبة

هو كما النوعية الكثافة ميزا�ن استخدا�م يمكن الشامية والذرة والفول البسلةالنوعية. والكثافة والكثافة الحجم� إليجاد ( أدناه19) الشكل� في موضح

الصغيرة. لألجسام والكثافة الحجم� لقياس� النوعية الكثافة ( ميزان19) شكل في كتلةال) وتكون بالهواء�، مقارنة يقل وزنها إنف ماء�، في مادة تغمر عندماف

وزن تساوي والتي�الدفع�( )قوة الطفو قوة تساويالماء�( في كتلةال – الهواء�المزاح. الماء�

التالية: الرياضية التعبيرا�ت استخدا�م ويمكنالماء: من أثقل الجسم. فيها يكون التي الحالة. في.أ

الماء� في كتلة- ال الهواء� في كتلةال = المزاح الماء� حجم�

�����������������������������������������������������������������������������������������������(16)

الماء� كثافةالهواء� في كتلة ا�ل

42

= ���������������������������������������������������������������������������� النوعية الكثافةللماء� النوعية × الكثافة

الماء� في كتلة-ا�ل الهواء� في كتلة ا�لالماء: من أخف الجسم. فيها يكون التي الحالة. )ب( في

في الغمر عملية على ليس�اعد معه الماء� من أثقل آخر جسم� يوضع�التالية: المعادلة من النوعية الكثافة إيجاد ويمكن الماء�

حيث�:(Wa)object =الهواء�. الخفيف( في� )ا�لجسم� أو الغذا�ئية المادة كتلة

sinker(Wa -Ww) =في الغامر الجسم� وزن – الهواء� في الغامر الجسم� كتلة الماء�.

both(Wa - Ww) =(في + الجسم� الخفيف الجسم� كتلة )الهواء� الغامر - الماء�. الغامر( في لجسم�ا+ الخفيف الجسم� كتلة)

) الماء� في للكتلة w بينما( in air) الهواء� يف للكتلة a السفلية الرموز حيث�in water )

من3 سم�500 ( إلى�Wetting agent) تبليل� وسط� من3 سم�3 إضافة وعند لعملية نتيجة يحدث أن يمكن الذي الخطأ تقليل إلى� يؤدي المقطر الماء� مشكلة حل� يمكن . أوالماء� في للغمر ( ونتيجةSurface Tension) السطحي الشدالزرا�عي. المنتج من كثافة أقل� سائل باستخدا�م المنتج طفو

(بيكنوميتر Air Comparison Pycnometerالهوائية.: ) المقار.نة طريقة..3 شركة بتصنيعه وقامت الحبوب حجم� لقياس� الجهاز هذا يستخدم

Beckman Instrument, Inc.كباس على منهما كل يحتوي حيزين من الجهاز . ويتكون (Pistonويوجد ) به

األنبوب في صمام الحيزين بين الموصل

على الجهاز يحتوي كما فرق لقياس� وحدة

معايرته تمت الضغط�)سم� القراء�ا�ت إلعطاء�

في واضح هو كما(3 أ�دناه:�(20) الشكل�

صمام فتح عند( 1 المشترك التوصيل�

أي فإن الحيزين، بين واحد وضع� في تغيير

43

( بيكنوميت�ر المقارنة الهوائية.02شكل )

مشابه الحجم� في تغيير إلى� يؤدي الكباسين من حتى� اآلخر للكباس� تماما على القراء�ة وتكون الحيزين جانبي في الضغط� نفس على الحصول يتم�

صفرا�. الضغط� فرق مقياس� مسافة الكباسين وتحريك المشترك التوصيل� صمام قفل� حالة في( 2

ضغط�، فرق إلى� سيؤدي الحجم� قياس حيز في عينة وضع� فإن متساوية، في الموجود الكباس� بجذب صفر إلى� الناتج الضغط� فرق إرجاع يمكن( 3

dx معينة، لمسافة للخلف الحجم� قياس حيز ) شكل في واضح هو كما مثال تتناسب�dx المسافة فإن الظروف هذه (. وتحت20 الذي الحجم� مع� طرديا لقياس� الحاجة وعند ،للعينة الحبيبات حجم� يقيس الجهاز .هذا�. قياسه يرا�د

بسطوحها المحاط العينة حجم� ( أيApparent Volume) الظاهري الحجم� الخارجية عة الشركة فإن المسامية الفتحات حجم� زائدا بملء� تنصح المصن شمع حمام في العينة غمر طريق� عن المسامية الفراغات أو الفتحات

للعينة الحقيقي والحجم� الظاهري للحجم� (. وبمعرفتناMolten wax bath) سائح عنها والتعبير المسامية الفتحات أو الفراغات حجم� حساب نستطيع� جهاز استخدا�م نتائج ( يوضح21) ( وا�لشكلPorosity) للمسامية كمعامل�

( للحبوب.Bulk density) الكمية الكثافة إليجاد الهوائي البيكنوميتر

(Pycnometer Method البيكنوميتر) و.التولوين الكثافة قنينة ( طريقة4) Toluene) بيكنوميتر( وا�لتولوينال) النوعية الكثافة قنينة طريقة تعتبر

C6H5CH3لسنوات والحبوب للبذور استخدا�مها تم� التي� المباشرة الطرق ( من تعبئة تتم� )وعاء�( ثم� القنينة في الحبوب بوضع� الطريقة هذه وتتم�عديدة. تم� التي� المادة هذه خاصة. حجم� موا�صفات ذات بمادة الحبيبات بين المسامالحبيبات. ويكون:� بين المسام حجم� يمثل إضافتها

المضاف. التولوين حجم� – القنينية = حجم� البذور حجم�يلي�: فيما تلخيصها يمكن عدة فوائد اختياره تم� الذي التولوين ولسائل�جدا�. بسيط� بقدر إال لتبليلها والبذور الحبوب داخل يتسرب - ال1 سريانه إلى� يؤدي وهذا ( منخفضSurface Tension) له السطحي - التوتر2

سريانا الحبة. سطح ( فوقSmooth Flow) ناعما

44

الكمية المسامي�ة( وكثافة )الفتحات الفراغات بين ( االرتب�اط21) شكل باستخدام إيجادها تم والتي الحبوب من مختلفة ألنواع

الهوائية. المقارنة بيكنوميتر

ة سب

نت

غارا

لفا

)%(

في المتوا�جدة والزيوت للدهون خاصة منخفضة التذويبية - خاصيته3الحبة.

معقولة. بصورة عالية غليانه - نقطة4العادي. للجو تعرضه عند ولزوجته النوعية كثافته تتغير - ال5منخفضة. النوعية - كثافته6 لقياس للبذ.و.ر الكثافة قنينة تجربة خطوات تفصيل و.يمكنيلي: فيما الكثافة

بوزنه البيكنوميتر قنينة حجم� إيجاد- 1 عند مقطر بماء� ملئه بعد وبوزنه فارغام.20 درجة

وزن طريق� عن استخدا�مه يرا�د الذي للتولوين النوعية الكثافة - إيجاد2 يمأل الذي المقطر الماء� بوزن ومقارنته البيكنوميتر يمأل الذي التولوين

الحرا�رة. درجة نفس عند البيكنوميترالتولوين كتلة

������������������������������������������= للتولوين النوعية الكثافةالماء� كتلة

الكثافة إيجاد يرا�د التي� البذور أو الحبوب من-مثال- جرا�مات عشرة - اوزن3 من مناسبة كمية عليها اسكب ثم� البيكنومتر في وضعها لها النوعية

البذور. أو الحبوب به تتغطى� حتى� التولوين الهواء� - اسحب4 تفريغ�. مضخة باستخدا�م البيكنوميتر من تدريجيا التفريغ� وسحب� التفريغ� من دورا�ت عدة وبعد الهواء� فقاعات اختفاء� - عند5

إلى� الحرا�رة درجة تصل حتى� وانتظر بالتولوين البيكنوميتر ء�مل� إعادة مع�20.م

يلي�: كما البذور أو للحبوب النوعية الكثافة واحسب البيكنوميتر - اوزن6 أو الحبوب كتلة× للتولوين النوعية الكثافة

البذور = البذور أو للحبوب النوعية الكثافة

��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

أو الحبوب طريق� عن المزاح التولوين كتلة البذور

بطرح إيجاده يمكن البذور أو الحبوب طريق� عن المزاح التولوين كتلة أو الحبوب على احتوائه وعند بالتولوين ملئه عند البيكنوميتر أوزا�ن في الفرق:الحالة( هذه في جرا�مات10) البذور أو الحبوب عينة كتلة من البذور

45

+ + التولوين الوعاء كتلة]).–العينة كتلةالمزاح= التولوين كتلة+ التولوين([. الوعاء كتلة )–العينة(.

مثال:التالية: بالمعلومات تزويدك تم� إذا� الشامية الذرة من حبة16 حجم� اوجد

جم�4.4598= شامية( ذرة حبة16) العينة كتلةجم�55.6468=الوعاء� كتلةجم�78.2399=+ التولوين الوعاء� كتلةجم�79.6226=+ العينة + التولوين الوعاء� كتلةجم�81.7709=+ الماء� الوعاء� كتلة

الحل: 78.2399 - 55.6468

=للتولوين النوعية الكثافة���������������������������������������������������������������������������=

0.8648 81.7709 - 55.6468

0.8648 × 4.4598 = الشامية للذرة النوعية الكثافة

����������������������������������������������������������������������������������������������������� =1.256

[4.4598( - 79.6226 - 78.2399 ]) 4.4598العينة كتلة

= = ��������������������������������������������العينة حجم�3 سم�3.558= �������������������������������������������

1.256 العينة كثافة الهوائية المقارنة بيكنوميتر باس�تخدا�م العينة لنفس التجربة إجراء� وعند

(Air Comparsion Pycnometerوا�لذي ) عمله طريقة شرح تم� حجم� أن وجد مسبقا كان العينة استخدا�م نتيجة من % أقل�2 يعادل� ما أ�و3 سم�3.49 مساويا

(.Pycnometer Method) والتولوين الكثافة قنينة طريقة

46

الغذ.ائية المادة. مكونات مع. االر.تباط. بمعادالت الكثافة تقد.ير( 4)الحرار.ة.: و.در.جة

كل وكثافة كمية بحساب حيوي منتج ألي( 3)كجم�\متر الكثافة تحسب ( ،p) البروتين ( ، ic) الثلج ( ،w) النقي الماء� مثل� المنتج من عنصر

(م) الحرا�رة لدرجة ( كدالةa) والرماد ( ،fi) األلياف ( ،c) الكربوهيدرا�تالتالية: المعادالت من

w = 997.18 + 0.0031439 T - 0.0037574 T2ic = 916.89 - 0.13071 Tp = 1329.9 - 0.51814 Tf = 925.59 - 0.41757 Tc =1599.1 - 0.31046 Tfi = 1311.5 - 0.36589 Ta = 2423.8 - 0.28063 T

لكلXi الكتلية النسبة ( بمعرفة) الغذا�ئية للمادة الكلية الكثافة وتحسب� كالتالي:�i عنصر

= 1 / [X i /i ]

ذات الزرا�عية المنتجات من مجموعة تناسب قد الطريقة وهذه ذات للمنتجات خاصة بها ينصح ال عام وبشكل أنه المتشابهة. إ�ال الخواص� الغير الطبيعة ) بين نوعها حسب� تختلف الكربوهيدرا�ت كثافة متجانسة. فمثالالمقترحة. المعادالت هذه دقة من يقلل مثال( مما والنشا السكر

كثافة على الحرا�رة ودرجة الطور تغير تأثير يتبين التالي� الشكل� في–)ا�لثلج( التجمد عند كثافته بانخفاض للماء� الفريدة الخاصية أن الماء�. حيث

في البحار قعر في الحية الكائنات الله بإذن األخرى-يحمي السوا�ئل بعكسالكائنات. تلك وقتل� الثلج ترسب من والجنوبي الشمالي القطب

009

029

049

069

089

0001

0201

05- 04- 03- 02- 01- 0 01 02 03 04 05درجةالحرارة

افةلكث

ا

والثلج. السائل الماء كثافة على الحرارة درجة تأثير(Porosityالمسامية.: ) قياس2-4

47

العلف مثل� الموا�د حبيبات بين الموجودة للفرا�غات المئوية النسبة أغلب� في إليها االحتياج يتم� األخرى المسامية والمنتجات والحبوب والقش إلى� إضافة الحرا�رة وسريان الهواء� بسريان الخاصة الدرا�سات في األحوا�ل

األخرى. التطبيقات من عديد) الحشو معامل� اسم� األحيان بعض في( Porosity) المسامية ىعل يطلق�Packing Factor( )PF )التالية: العالقة من حسابها يمكن والتي�

الظاهرية - الكثافة الصلبة الكثافة (( =PF) الحشو معامل� )أ�و المسامية

����������������������������������������������������������������������������������������������������الصلبة الكثافة

المعروفة الطرق إحدى باستخدا�م الصلبة المادة كثافة إيجاد ويمكن من معين حجم� بوزن إيجادها يمكن الحشو وكثافة الكثافة، لقياس�

الشائع الطرق أحد هنا(.Packed Particle) المحشوة أو المعبأة الجسيماتالمسامية. لقياس� استخدا�مها

:الضغ.ط فرق طريقةب المسامية. قياس لقياس� المستخدمة األجهزة أحد يوضح ( أدناه22) الرسم�

المسامية.الضغط� فرق طريقةب المسامية قياس ( جهاز22) شكل

(1) صمام ( ويفتح2) صمام قفل� يتم� ( ثم�2) تنك في المنتج يوضع� من الضغط� لفرق مالئمة قرا�ء�ة على الحصول (. وعند1) لتنك الهواء� لدفع

التوا�زن مرحلة إلى� المانوميتر وصول� ( وبعد1) صمام قفل� يتم� المانوميتر الغاز قانون تطبيق� يمكننا الظروف هذه (. وتحتP1) الضغط� قرا�ء�ة يتم�

يلي�: كما المثالي

48

P1 V1 = M R1 T1

R1 الهواء�، كتلةM (،1) تنك في ا�لحجم�V1 المطلق، ا�لضغطP1 حيث�

المطلقة. الحرا�رة درجةT1 العام. و الغاز ثابت ذلك يتلو ( ثم�2) صمام ( وفتح3) صمام قفل� يتم� التالية الخطوة وفي�

) ( وا�لصمام1) الصمام يكون حيث� الظروف هذه (. وتحتP3) الضغط� قرا�ء�ة M2 ( وكتلة1) تنك لملء�M1 كتلة إ�لىM الكلية الهواء� كتلة تنقسم� ( مقفلين،3

(.2) تنك فيV2 حجمها يساوي التي� الفراغات لمل�ء�التالية: العالقات استخالص نستطيع� ، R1 T1 = R2 T2 = R T: أن وبافتراض�

أدناه: المعادلة من الفراغات لحجم� المئوية النسبة حساب يمكن ومنها(17)

مثال: ( )كما2) تنك مل�ء عند الجافة الشامية الذرة لحبوب المسامية اوجد

47 الكمية كثافته وكانت المنتج، من ( بعينة22 شكل في واضح هو P1 = 15.2 (in Hg) ، P3 = 10.4 (in يلي�: كما الضغط� قرا�ء�ات . وكانت3رطل/قدم

Hg)الحل:

يلي�: كما الشامية الذرة حبوب مسامية إيجاد ( يمكن17) معادلة باستخدا�مالكلي( ÷ الحجم� الفراغات = )حجم� المسامية

0.46 10.4

10.4 - 15.2 VV

1

2

المئوية ( وا�لنسبة2) تنك في الماء� باستخدا�م الجهاز معايرة تم� وقد ( على�24) ( و23) الشكلين في كما المقطع البرسيم� علف في للفرا�غاتالترتيب.

49

ت غا

رالف

ة اسب

ن)%

(

(.2) تنك في الماء� باستخدا�م المسامية إيجاد جهاز معايرة( 23) شكل

المقطع. البرسيم� علف في للفرا�غات المئوية ( النسبة24) شكل

50

ت غا

رالف

ة اسب

ن)%

(

حيويةال نتجاتلمل المائي النشاط 2-6Water Activity of Biological Materials

علمية خلفية2-6-1 عالقة له والحيوية الغذا�ئية للموا�د الرطوبي المحتوى أن المعروف من

كلما للمنتج الرطوبي المحتوى زاد كلما عام وبشكل أنه بالفساد. إذ كبيرة كيميائية وأنشطة دقيقة أحياء� من والفساد التدهور مسببات نمو قابلية زادت

عن يعبر آخر مدلول� اقترا�ح تم� الماضية العقود في أنه وغيرها. إ�ال وإنزيمية المائي. ويعود النشاط عليه يطلق� ما وهو أدق بصورة األغذية فساد مدى يكون المنتج في الرطوبي المحتوى كل ليس أنه إلى� ذلك لتلك متاحا

وذلك األنشطة لتلك المتاحة الماء� كمية عن يعبر المائي فالنشاط األنشطة الغذا�ئي�. وهذا� المنتج بحبيبات األغذية في الماء� من جزء� ارتباط بسبب�

يشابه المفهوم في الموجود الماء� امتصاص على النبات جذور مقدرة كثيرا� أي الحقلية السعة على وتأثيرها والحر والمقيد الشعري الماء� فهناك التربة،

والرملية الطينية مثل� الترب في الماء� المتصاص للجذور المتاحة الماء� كميةوغيرها.

على المؤثرة الهامة العوا�مل� من الغذا�ئية الموا�د في المائي النشاط المائي النشاط يرتبط و.جودتها على وبالتالي� للفساد الغذا�ئية المادة قابلية والكيميائية الفيزيائية الروا�بطب وكذلك نتجللم الرطوبي بالمحتوى كبير بشكل�

كبير بشكل� المائي النشاط يؤثر. فالغذا�ئية الموا�د جزيئات مع� الماء� لجزيئات ، التخمر ، العفن ، البكتيري النشاط مثل� الدقيقة األحياء� أنشطة على

الغذا�ئية. المادة وقوا�م والحيوية الكيميائية والتفاعالت المهمة المعايير من المائي النشاط ويعتبر وحفظ تصنيع مجال� في جدا�

النشاط وقف أو تقليل يمكن المائي النشاط خفض طريق� فعن األغذية، بين ووا�ضحة كبيرة عالقة هناك أن الغذا�ئية. كما المادة في الميكروبي

و المائي النشاط والتفاعالت اإلنزيمي� والنشاط االوكسيدي التزنخ من كال - الرطوبي المحتوى خفض القوا�م. فعند وكذلك اإلنزيمية غير اللونية

للنشاطات مثبط� يعتبر ذلك فإن الغذا�ئية المائي- للمواد النشاط وبالتالي� لتلك النسبي� الجفاف أن اإل. مرغوبة الغير والتفاعالت والحيوية الميكروبية

المعجنات مصانع أو للمنتج المستهلك لوقب على يؤثر قد الغذا�ئية الموا�د المعمول� لتشكيل في الرطوبي المحتوى زيادة فإن أخرى ناحية . منمثال

قبل من عام بشكل� فيه - مرغوب المائي النشاط - وبالتالي� الغذا�ئية الموا�د بيئة يعتبر المقابل� في أنه الغذا�ئية. إ�لى المادة مضغ� لسهولة المستهلكين

جودة على تؤثر التي� والكيميائية الحيوية واألنشطة الميكروبات لنمو مناسبة جهة من المستهلك رغبة بين الموا�ئمة بمكان األهمية فمن الغذا�ء�. لذلك

يتأتى أخرى. وهذا� جهة من الغذا�ء� جودة على المؤثرة األنشطة وتثبيط� أوال عمل� ثم� ومن ،مختلفة بيئية ظروف تحت المائي النشاط الخواص� دراسة من

51

المستهلك رغبات تحقيقل والغذا�ئية الزرا�عية للمنتجات المكثفة الدرا�ساتالمستهدف. للمنتج والتخزين التصنيع أثناء� الصحية الشروط توفير مع�

و.تطبيقاته. المائي النشاط. تعريف2-6-2 ( إلى�P) الغذا�ء� في الماء� بخار ضغط� بين النسبة بأنه الماء� نشاط يعرف

نشاطال يساويوالحرا�رة. درجة نفس ( عند°P) النقي الماء� بخار ضغط� ئي�الما (Equilibrium relative humidity, ERH) التوا�زن عند النسبية الرطوبة أيضا

يفقد أو يكتسب� ال المتزنة النسبية الرطوبة هذه وعند ،100 على مقسومةرطوبة. أي

التعبير يمكن ،وعليه يلي�: ( كماaw) الماء� نشاط عن رياضيا

المائي النشاط ويعتبر معيارا تلك من أدق بصورة الغذا�ء� لفساد مباشرا� يعبر بينما الغذا�ئي�، المنتج في الماء� حالة عنaw الرطوبي. ويعبر للمحتوى ئي�الما نشاطال قيمة أن بماالمنتج. في الماء� كمية عن الرطوبي المحتوى

) الحدود في غذائية مادة ألي الماء� نشاط ( فإن1.0) ساويت النقي للماء� عالية لألغذية الماء� نشاط فإن المثال� سبيل� . فعلىالوا�حد( إلى� صفر

من كبرأ واللحوم والخضر الفوا�كه ( مثلHigh Moisture Food) المائي المحتوى في ( تقعIntermediate Moisture Food) المائي المحتوى متوسطة لألغذية ،0.97

الحليب� ومسحوق البسكويت مثل� الجافة ولألغذية، 0.9 إ�لى0.6 الحدود أقل� ( تكونChips )ا�لشيبس الجافة البطاطس ورقائق الدسم� منزوع الجاف

الموا�د ألغلب المائي للنشاط الدنيا الحدود أن المعروف منو .0.6 من أن للفساد المسببة والبكتريا والخمائر ناعفأال لمعظم� يمكن والذي الغذا�ئية

التوا�لي. على0.91 -0.87 - 0.80 هو فيه تنمو الرطوبي بالمحتوى المائي النشاط عالقة )أ�ي اإلمتزاز سلوك معرفة

تصميم� في جمة فوائد له والزراعية الغذا�ئية للموا�دالغذا�ء�( تدهور ومسببات إزا�لة سهولة أو صعوبة مدى يحدد المنتجات. فهو وتطوير التصنيع عمليات

أو الغذا�ئية المادة في للماء� الجزئي الضغط� على يعتمد بدوره والذي الماء� على يؤثر الماء� نشاط فإن لذلك بها. إضافة الماء� ارتباط وطاقة الزرا�عية

نهاية في مالئم� مستوى إلى� تخفيضه يجب وبالتالي� الغذا�ئية الموا�د ثبات مدى بقدر المستوى هذا على والمحافظة – المثال� سبيل� على – التجفيف عملياتالمنتج. تخزين فترة أثناء� اإلمكان

:ومنها المائي النشاط دراسة ألهمية التطبيقية األمثلة من العديد هناكو تركيز وكذلك والزراعية الغذا�ئية الموا�د تجفيف عمليات-1

الغذا�ئية. السوا�ئل

52

تصنيع عمليات في الغذا�ئية المكونات بين الماء� انتقال-2.الرطوبي المحتوى متوسطة األغذية

رطوبة أجواء� في التخزين عند المنتج من الماء� بخار انتقال-3.محددة نسبية

البالستيكية الرقائق سمك خالل� وتوا�زنه الماء� بخار إنفاذية-4التخزين. أثناء� للغذا�ء� المغلفة

الفيتامينات تدهور مثل� الكيميائية التفاعالت على السيطرة-5 وتفاعالت الدهون وأكسدة اإلنزيمية غير اإلسمرا�ر وتحوالتاألخرى. التدهور

مثل� الغذا�ئية المادة وجودة خصائص من عدد على دالة-6الصالحية. وفترة الزجاجية، الحالة القوا�م،

: الغذ.ائي المنتج تدهور بعوامل ئيالما نشاط.ال عالقة.2-6-3 المائي النشاط يلعب دورا� خالل� من الغذا�ئية الموا�د حفظ في هاما

للمادة والحيوي اإلنزيمي�، ، الكيميائي� الميكروبي، النشاط على تأثيره وخصائص الغذا�ئية المادة قوام على تأثيره أخرى ناحية الغذا�ئية. من

الجوانب في كما تجفيفها المراد الغذا�ئية للموا�د الرطوبي االمتزاز منحنيات.التالية:

:الغذ.ائية للمنتجات الميكرو.بي و.الفساد ئيالما نشاط.ال (1) يحدد الذي هو – بالضرورة الرطوبي المحتوى وليس – الماء� نشاط .1

أنوا�ع الميكروبات. فمعظم� لنمو الالزم الماء� لتوافر األدنى� المستوى ومعظم� 0.91 من األقل� المائي النشاط قيم� عند تنمو ال البكتيريا

أنوا�ع . بعض0.8 من أقل� مائية نشاطات عند ينمو ( الmolds) العفن في مائي نشاط عند ( تنموXerophilic Fungi) للجفاف المحبة الفطر إ�لى0.7 الماء� نشاط حدود تكون الغالب� في ولكن0.65 حدود لبعض ئي�الما نشاطال قيم�الدنيا. حدودها مستويات هي�0.75

في موضحة يالميكروب النشاط مع� الغذا�ئية المنتجات مجموعات عوامل عالقة( 26) شكل في المنحنيات تبين ( بينما25) الشكل�المائي. بالنشاط المختلفة التدهور

لنمو المطلوب الماء� نشاط مستوى على تؤثر المحيطة بيئةال عوامل. 2 انخفض كلما أنه هي دائما تنطبق� التي� العامة الميكروبات. فالقاعدة

األس تركيز مثل�) األخرى البيئة لعوامل نتيجة الميكروبات نمو ارتفع� الحرا�رة( كلما ودرجة والضغط� واألكسجين ،pH،يالهيدروجين

الميكروبات. لنمو الالزم الماء� لنشاط األدنى� الحد نشاط تخفيض عند خاصة المنخفضة للنشاطات التهيئة بعض تحدث . 3

القاعدة )وهي الماء� في تذوب التي� الموا�د بعض بإضافة الماء� متوسطة الغذا�ئية الموا�د إنتاج في عليها االعتماد يتم� التي� األساسية

53

المحتوى إزا�لة المجمدة( أو )ا�ألغذية الماء� بلورة من الرطوبي( بدالالمجففة(. )ا�ألغذية الماء�

المذا�بات ( فإنSolutes) المذا�بات بوا�سطة الماء� نشاط تخفيض عند. 4 الماء�. فعلى نشاط فعل� تعقيد إلى� تؤدي تأثيرات لها يكون قد نفسها يكون الميكروبات نمو أن نجد معين مائي نشاط عند المثال� سبيل�

بكلوريد مقارنة الجليسرول� استخدا�م عند فاعلية أقل� تخفيضهالصوديوم.

والضوء� للحرارة المجهرية الكائنات حساسية يعدل� الماء� نشاط. 5 تتعاظم� المجهرية الكائنات فإن عامة الكيميائية. وبصفة والمواد

الخفيفة( المحاليل� في )أ�ي عالية مائية نشاطات عند حساسيتها للمحتوى المتوسطة الحدود عند يحدث لحساسيتها األدنى� والحد

الميكروبات حساسية على الماء� نشاط لتأثير البياني المائي. التمثيل(.27) الشكل� في موضح التعقيم� لعملية

Toxins) السموم إلنتاج الدنيا الماء� نشاطات. 6 تلك من أعلى� ( غالبا تشكل� والتي� الميكروبات لنمو الالزمة عامال المطلوبة للسالمة هاما

المائي. المحتوى ومتوسطة الجافة األغذية توزيع حاالت فيالغذ.ائية: للمواد ئيالما نشاط.بال الكيميائي التدهور عالقة. ( 2)

أكثر األغذية في الكيميائية التفاعالت على الماء� تأثيرات تأثيراتها من تعقيدا فعري الذي الوحيد العامل هو ليس الماء� الميكروبي. فنشاط النمو على

يؤدي أن يمكنه الكيميائي�. وا�لماء للنشاط الدنيا الحدود دورا� أكثر أو واحداالتالية: األدوا�ر من

التفاعل. ونوا�تج ( للمتفاعالتSolvent) - كمذيب1(Hydrolysis reactions التميؤ تفاعالت المثال� سبيل� )على - كمتفاعل2 Condensation التكثيف تفاعالت المثال� سبيل� )على للتفاعالت - كناتج3

reactionsالغير االسمرا�ر عمليات في تحدث التي� ( كالتفاعالت إنزيمية(.

( للعناصرInhibitory) المنع ( أوCatalytic) التحفيز لنشاطات - كمعدل�4 المعدنية المحفزات نشاط الماء� يثبط� المثال� سبيل� )على األخرىالدهون(. لتأكسد

54

المجهرية الكائنات لنمو الالزم الماء لنشاط الدنيا للحدود تخطيطي ( رسم25) شكلالغذائي�ة. المواد لبعض المائي للنشاط يقابله وما

األغذية. وفساد الت�دهور عوامل على المائي الن�شاط تأثير( 26) شكل

55

لتعقيم�.ل الدقيقة الكائنات حساسية على الماء� نشاط ( تأثير27) شكل

اإلنزيمية: التفاع.الت(3) منخفضة مائية محتويات عند األغذية في اإلنزيمية التفاعالت حدوث

أخذت حيزا� موا�قع عند الماء� إمتزاز منطقة البحثية. ففي� النشاطات في هاما تحدث ،(األحادية الطبقة عند أي) والغذا�ئية الزرا�عية الموا�د في محددة

انعدام أن مطلقا. ويبدو تحدث ال ربما أو بطئ� بشكل� اإلنزيمية التفاعالت المناطق� إلى� ( لالنتشارSubstrate) المغذيات حركة حرية عدم عن ناتج النشاط

حركة حرية تسهيل في للماء� البالغة اإلنزيمات. وا�ألهمية بنشاط تتميز التي� Mobility) الحركة حرية محفز مسمى عليه يطلق� أن إلى� أدت المغذيات

Catalizer.) ( وا�لتيHydrolazer) التميؤ إنزيمات حالة في حتى� أنه بالذكر الجدير ومن

وليست الحركة حرية لتسهيل� الماء� نشاط فإن كمتفاعل الماء� وجود تتطلب� وفي� اإلنزيم�. فعل� تحديد مدى في الحرج العامل هو كمتفاعل توا�فره مدى فإن منخفضة مائية محتويات ( عندLipases )ا�لاليبيز الدهون إنزيمات حالة

( الصلبةTriglycerides) الثالثية الجليسريدات حالة من تتضح الحركة حرية أهمية الثالثية بالجليسريدات مقارنة بطي�ء� بمعدل اإلنزيمي� للتميؤ تتعرض التي�

الحركة. حرة السائلةاإلنزيمية: غير االسمرار. تحوالت( 4)

لتحوالت معرضة الرطوبي المحتوى متوسطة الغذا�ئية الموا�د معظم� عند ويكون الماء� وجود على يعتمد التفاعل إنزيمية. هذا� الغير االسمرا�ر

56

من تنتج التأثيرات المتوسطة. هذه المائية المحتويات في األقصى معدله مثبط�. عند كعامل وبالتالي� للتفاعل� وكناتج كمذيب للماء� المزدوج الدور

الحركة حرية توا�فر عدم هو المحدد العامل يكون المنخفض المائي النشاطالتفاعل. تسريع إلى� يؤدي الماء� إضافة فإن وبالتالي� المالئمة

بصفة ولكن الغذا�ئية، المادة نوعية على عتمدي االسمرا�ر تحول مدى إلى� مجمدة( إضافة الغير الفوا�كة مركزات )مثل المركزة السوا�ئل فإن عامة

يسمى وما المعجنات حشوا�ت )مثل المائي المحتوى متوسطة األغذية المائية المحتويات حدود في المجفف( تقع� البرقوق مثل� المبخرة بالفوا�كة

االسمرا�ر. لتحوالت القابلةForms of Water Retention األغذ.ية بحبيبات الماء ار.تباط. طبيعة2-6-4

الطبيعية الخواص� جميع على تؤثر التي� المكونات أهم� أحد هو الماء� الفيزيائية الطبيعة على الماء� بها يؤثر التي� الغذا�ئية. وا�لطريقة للموا�د

الماء� بين اإلرتباطي� للتداخل نتيجة معقدة تعتبر الغذا�ئية للموا�د والخوا�ص المكونات إلى� إضافة النسيجي التركيب يتضمن بدوره والذي والوسط

والجزيئات البوليمرات تشمل التي� المذا�بات من عديد مثل� الكيميائية المنتشرة (. Colloidally dispersed particles) غراويا

) الجزيئي اإلمتزاز آليات هي الغذاء�ب الماء� ارتباط لوصف رآخ أسلوبMechanisms of molecular adsorptionللماء� الشعري األنبوب وإمتزا�ز المقيد ( للماء�

بنقاط الماء� جزيئات التصاق عند الجزيئي اإلمتزاز (. يحدثFree water) الحر جزيئات بين المسافة تصبح للمادة. وعندما النسيجي التركيب في محددة

صغيرة الخلية وسطح الماء� تصبح الجذب قوة سم�( فإن7-10 حدود )في جدا�) الغروية الجزيئية الشبكة داخل إلى� الماء� سحب� إلى� تؤدي بحيث كبيرة

Micellar networkالمنخفضة المائية المحتويات عند الجذب الخلية. قوة ( لسطح ( يؤديAdsorption compression) إمتزازي إنضغاط حصول� إلى� تؤدي بحيث كبيرة – Solid) والماء� الصلبة للموا�د المتجمع الخليط� كتل حجم� تخفيض إلى� بدوره

water aggregates.)الجزيئي االنجذا�ب يصبح الرطوبي المحتوى ازدياد عند و بالتقريب� سيصبح الذي الحجم� ويزدا�د صغيرا� المضاف الماء� لحجم� مساويا حجم� من أصغر يظل� المتجمعة للكتل� الحجم� فإن اإلمتزازي لإلنضغاط ونتيجة

المكونات. هو اإلمتزازي اإلنضغاط فيه يتم� الذي السطح وطبيعة مدى أن يبدو

الجزيئي التجاذب يكون الجزيئي. فقد لإلمتزا�ز يؤدي الذي األساسي� العامل في (. ولكنهVander Wall's attraction) فاندروال� تجاذب أو لإللكترونات نتيجة

ازدا�د فكلما ،(. وعليهHydrogen bonding) الهيدروجين لترابط نتيجة يحدث الغالب� على الغذا�ء� في الماء� استبقاء� ازدا�د كلما القطبية الجزيئات أو األيونات عدد الجزيئي اإلمتزاز الشاكلة. ويعتبر هذه سببا الغذا�ئية الموا�د النتفاخ رئيسيا

الذرة بذرة في ا(. فالنشHygroscopic الهواء� من للرطوبة )ا�لممتصة المسترطبة الماء� جزيئات لجذب أقطاب على يحتوي – المثال� سبيل� على – الشامية

57

إلى� الحال بطبيعة ذلك السليولوز. ويؤدي يحتويها التي� تلك من أكبر بصورة بالموا�د مقارنة النشوية الموا�د بوا�سطة الماء� بخار من أكبر كميات إمتزاز

السليولوزية. إلى� وصل� قد البخار ضغط� يكون ال بحيث – اكبر مائية محتويات وعند

بالماء� امتألت قد المتوا�فرة التجاذب نقاط معظم� أن نجد – بعد التشبع� نقطة من فقط� ممكنة تكون الماء� جزيئات من إضافية كمية أي حمل فإن وبالتالي�

هذه بين ماء�( ممتدة )جسور أو الماء� لجزيئات سالسل تشكيل� خالل� مباشرة. إمتزازها تم� التي� الجزيئات Regions of: )اإلمتزاز(. الرطوبي التحار.ر منحنيات مناطق 2-6-5

Isotherms من الرطوبي بالمحتوى المائي النشاط عالقة عن التعبير يتم� عادة

منتج لكل وذلك منحنياتها رسم� ثم� ومن الرطوبي اإلمتزاز تجارب خالل� نموذجية عالقة ( يمثل28) األغذية. شكل من متجانسة مجموعة أو غذائي

في موضح هو كماالحبوب. و لمعظم� المائي بالنشاط الرطوبي المحتوى بين الرطوبي المحتوى لعالقة المتزا�زا ىمنحن تقسيم� يمكن ف(28) شكل

وهي: مناطق� ثالثة إلى� المائي بالنشاطIالمقيد - ا�لماء� (Bound Waterأو ) األحادية الطبقة منطقة (Monolayer region)

للماء�. األحادية الجزيئية الطبقة مستوى حتى� لالمتصاص� المناظرة يحدث المنطقة هذه اكتمال قريبا Inflection) االنقالب نقطة من جدا�

pointكمذيب يعمل أو يتجمد أن للماء� يمكن ال ( للمنحنى�. عندما (Solventمتفاعل ( أو (Reactant،) الماء� على يطلق� الحالة هذه في

.المقيد الماء� مسمى الغذا�ئية المادة في المتوا�جدIIالطبقات منطقة أو المتوسط� - الماء� (العديدةMultilayer regionالمناظرة )

األحادية. الطبقة مستوى فوق الماء� من إضافية طبقات المتصاص سيقود ذلك فإن الغذا�ئية المادة في الماء� نسبة تخفيض يتم� عندما

أقل� الماء� عندها يصبح نقطة إلى� للوصول� من تمكنه لعدم نشاطا التأثير فيزيائيا النقي. لماء�ل الحال هو كما وكيميائيا

58

(Hygroscopic materials) للحبوب الرطوبي امتزا�زال منحنى� ( مناطق�28) شكل

IIIالشعرية األنبوبة منطقة أو الحر - الماء� (Capillary absorptionوا�لتي ) إلى� تشير الماء� هذا على يطلق� ( المادة.pores) مسامات في المتوا�جد الماء�

إلى� كبيرة بصورة تخفيضه يتم� حتى�و( Free water) الحر الماء� مسمى (. ويسلكM.C w.b) رطب أساس� على رطوبي� % محتوى50 من أقل�

الحر الماء� سلوكا طبيعيا مثل� – خوا�صه وتكون النقي للماء� مشابها %100 نسبة أو النقي للماء� التي� لتلك مساوية – الجزئي الضغط�

.التوا�زن عند المحيط� للجو النسبية للرطوبة Sorption: التخلف ظاهرة.و. و.المج لإلمتزاز. التحار.ر منحنيات 2-6-6

– Desorption Isotherms) التوا�زن عند الرطوبي المحتوى رسم� عن الناتجة المنحنيات تسمى

Equilibrium Moisture Content, EMCعند النسبية الرطوبة مع� كمتغير ما ( لمادة إمتزا�زال بمنحنيات ثابتة حرا�رة درجة عندالمائي( النشاط )أ�ي( ERH) التوا�زن

من لعديدل لإلمتزا�ز التحارر منحنيات ( توضح30) ( و29) األشكال الرطوبي. قياسها يتم� المنحنيات هذه.منحنياتها تباين ويالحظ الزرا�عية المنتجات منحنيات أشكال تفصيله. تتفاوت سيأتي كما بمعادالت عنها والتعبير ورسمها أهمها العوا�مل� من عدد حسب� وذلك الغذا�ئية للمنتجات الرطوبي االمتزازالبنائي. وتركيبها الحرا�رة ودرجة ونسبها المنتج مكونات

59

:ل�( Resorption Isotherms) االمتصاص� إلعادة التحارر (: منحنيات29) شكل

.4محمصة. قهوة.3خضر. مستخلص مسحوق.2 حلوى..1األرز. ا نش. 5حيوا�ني�. مسحوق

المنتجات من لعدد التوا�زن عند الرطوبي المحتوى (: منحنيات30) شكلالزرا�عية.

(Hysteresis )التخلف: ظاهرة.

60

)ا�لمج( مع التجفيف منحنيى� تطابق عدم في التخلف ظاهرة تتمثل إرساؤها تم� التي� األسس منغذائي. ف )ا�المتزا�ز( لمنتج الترطيب� منحنى�

منحنيات عنها ( ينتجHygroscopic materials) للرطوبة الماصة الموا�د أن وتوطيدها وتظهر(Segmoidal) (S) الحرف شكل لها المج أو لإلمتزا�ز تحارر لإلمتزا�ز تخلفا

(Sorptionأو ) المج (Desorption ) ترطيبها تم� قد المادة كانت� إذا� ما على ( اعتماداWettedتجفيفها ( أو (Dried )74 ( عند31) الشكل� في الشامية الذرة لبذرة كما

.المائي المحتوى فإن محددة نسبية رطوبة أي وعند المنحنيات هذه فيف أكثر حالة من إليه الوصول� يتم� الذي األكثر الحالة من أقل� تكون جفافا

يعتمد ال الموا�د هذه به تحتفظ� الذي الماء� كمية فإن أخرى بصيغة رطوبة. أو على يعتمد كذلك ولكنه التوا�زن عند النسبي� الماء� بخار ضغط� على فقط�

للتوازن. االقترا�ب منه يتم� الذي االتجاه (. ومنhysteresis) التخلف لظاهرة المقترحة التفسيرات من عديد هناك

أكثرها التفسير هذا السليولوزية. ويعتمد الموا�د ببناء� تتعلق التي� تلك قبوال الماء�. جزيئات الرتباط النشطة األقطاب موا�قع توا�جد في التغير نظرية على

للمادة الجزيئي النسيج في القطبية الموا�قع� فإن النظرية هذه على واستنادا) األنسجة انكماش� وبالتالي� التجفيف الممتص. وعند بالماء� مكتفية تصبح

Shrinkageإلى� كبيرة بصورة تتقارب للماء� الحاملة وموا�قعها الجزيئات ( فإن إلى� تؤدي الظاهرة منها. هذه لكل االكتفاء� لحالة للوصول� البعض بعضها

إلى� الترطيب� إعادة إمكانية عدم إلى� نتيجة و لالمتصاص� المادة سعة تخفيض أن توضح المادة فإن للبخار نسبي� ضغط� أي عند األساسي� الترطيب� مستوى

التجفيف( )أي(desorption) المج منحنى� طول� على للمادة الرطوبي المحتوى.الترطيب�( )أي(adsorption) المتزا�زل بذلك مقارنة اكبر يكون

الغذ.ائية: المواد في. المائي النشاط. قياس طرق 2-6-7

1- أثبتت (.Unfreezable water )المجمد.: غير الماء كمية. طريقة

61

)ا�لتجفيف( وا�لمج)ا�لترطيب( إلمتزا�زا (: منحنيات31) شكل.التخلف ظاهرة ويالحظ الشامية لذرةل

هناك أن التجريبية البحوث في المتوا�جد الماء� من محددة كمية دائما ذات الغذا�ئية الموا�د من عينات تجميد تم� فإذا للتجمد قابلة غير الغذا�ء�

تقل درجات إلى� مختلفة مائية محتويات الماء� تجمد نقطة عن كثيرا�) تفاضلي حرا�ري تحليل� جهاز في تسخينها تم� وأقل( ثم� °م50)-

Differential Thermal Analyzer [DTA]الذروة نقاط وجود عدم ( فإن (Peaks) إلى� يشير التفاضلي الحرا�ري التحليل� جهاز قرا�ء�ات مسجل� على الحرا�رة فإن التسخين فقط�. وعند للتجمد قابل� الغير الماء� وجود

بدورها تدل� والتي� للذروة نقاط ظهور إلى� تؤدي لالنصهار الكامنة للتجمد. قابل� الغير الماء� مستوى من اكبر المائي المحتوى أن على

مائية وبمحتويات العينات من كافي� عدد استخدا�م فإن وبالتالي� فيها يكون التي� النقطة إيجاد إلى� دقيقة وبصورة ستؤدي مختلفة

مجمدا�. غير المتبقي الماء� جميع :(.Nuclear magnetic resonance [NMR])النووي المغناطيسي الرنين - قياس2

( بشكلNMR) النووي المغناطيسي الرنين طريقة تستخدم الطريقة هذه الغذا�ئية. قوا�عد الموا�د في الماء� حالة إليجاد روتيني الناتجة السائلة الحالة في الجزيئات بروتونات أن في تلخيصها يمكن

حقل لمحصلة تتعرض الجزيئات لهذه العشوا�ئية الحركة عن إشارات ستعطي وبالتالي� مغناطيس على لوضعها نتيجة مغناطيسي�

( نتيجةNMR) النووي المغناطيسي رنينها تمثل وحادة كبيرة بالنسبة التردد. أ�ما مستوى نفس على إشعاعية طاقة المتصاصها

إلى� تؤدي المجاورة الذرا�ت مع� التبادلي� تفاعلها فإن الصلبة للموا�د من لعديد االمتصاصية فإن وبالتالي� البروتونات استجابة تغير

إشارات فإن واسع. وعليه ترددي نطاق على تتشتت� البروتونات مهملة تكون قدو وضحلة عريضة تصبح النووي المغناطيسي الرنينللسوائل. التي� بتلك مقارنة

من جزء�: (Dielectric properties)الكهربائي العزل خواص قياس- 3 خصائصها في وسطية إشارات يعطي� الغذا�ئية الموا�د في الكلي الماء� الكلية الكمية كانت� وإذا� الصلبة، الموا�د وماء� السوا�ئل ماء� بين

كمية قديرتل النووي المغناطيسي الرنين استخدا�م يمكن فإنه معلومة الغذا�ئية الموا�د مكونات في المقيد الماء� كمية المقيد. وتقدر الماء�

جم�0.3 إ�لى0.1 ( بحوا�ليHydrophilic food components) للماء� الماصة صلبة. وباإلمكان مادة ماء�/ جم� في المقيد الماء� كمية إيجاد أيضا

العزل� خاصية بقياس� الغذا�ئية والمواد وليمرا�تبوال البروتينات على الماء� لجزيئات الكهربائي العزل� خصائص الكهربائي. وتعتمد

الحقل� في للتغيرا�ت الستجابتها نتيجة الجزيئات هذه حركة حرية مدى متوسطة خصائص المقيد الماء� عن عليها. وينتج المسلط الكهربائي

السائل الماء� وجزيئات بصالبة المرتبطة الثنائية الثلج أقطاب بين الماء� كمية إيجاد صعوبة إلى� اإلشارة حركتها. وتجدر في حرية األكثر

62

كانت� الباحثين بعض نشرها التي� القيم� الطريقة. ومن بهذه المقيد ماء�/ جم�0.1 إ�لى0.05 الحدود في البروتينات في المقيد الماء� كمية ماء�/ جم� جم�0.4 إ�لى0.3 الحدود في االنش وفي� صلبة موا�د جم�

صلبة. موا�د : الغذ.ائية لموادبا المحيط. للجو النسبية الرطوبة - قياس4

الطرق أكثر من هيو التي�و المائي النشاط دراسة في نجاحا التي�و (،Sorption Isotherms) لإلمتزا�ز التحارر منحنيات إيجاد تتضمن

عند النسيبة )ا�لرطوبة للماء� الجزئي الضغط� بين العالقة وضحت درجة عند للغذا�ء� الرطوبي المحتوى وبين الغذا�ء� فيالتوا�زن:�%(

من المائي النشاط إيجاد على تعتمد الطرق هذه وكل�ثابتة. حرا�رة من العديد الغذا�ء�. وهناك حول� المتوا�زنة النسبية الرطوبة قياس

أهمها. يلي� فيما الماء� بخار ضغط� لقياس� الطرق للهوا�ء خاصيتين أي بقياس� وذلكالسيكرو.ميترية: الخريطةأ.

الخريطة من والرطبة( فيمكن الجافة الحرا�رة درجة )مثلالمحدد. للجو النسبية الرطوبة تحديد

غذائية لمادة يسمح( 32 )شكل� الطريقة هذه :في المرطابب. رأس� فرا�غ مع� التوا�زن إلى� للوصول� معلوم مائي محتوى ذات

قياس ثم� ومن بإحكام مغلق حيز ( في�Head Space) صغير وهناكالنسبية. للرطوبة حساس� بوا�سطة لها النسبية الرطوبة

المرطاب منها النسبية الرطوبة مجسات من أنوا�ع عدة Dew Point Cells الندى نقطة وخالياElectric Hygrometer الكهربائي

ولبعضوخالفها. Hair Psychrometers الشعيرية والسيكروميترات للحاسب� تفريغها ثم� ومن البيانات تخزين للجهاز يمكن األنوا�عبعد. فيما اآللي

الب )أ�كوا المسمى الجهاز : هذا�التوازن تسريع جهازت.Aqualabحجيرة( داخل صغير حيز داخل العينة وضع� ( يتم�( حتى� الغذا�ء� بين الفجوا�ت داخل للهوا�ء تدوير يعمل حيث� الجهاز،

النسبية. الرطوبة قيمة ثبات أي التوا�زن، إلى� التوصول� يتم�

63

الحرا�رة درجة عند النسبية الرطوبة هذه تسجيل ثم� ومن مختلفة حرا�رة درجات عند التجربة هذه إجراء� المحددة. ويمكن

حول� الماء� إمرار يتم� خارجي� مائي حمام باستخدا�م وذلكالجهاز. حجيرة

االمتزاز.: منحنيات إليجاد الملحية المحاليل طريقةث. األكثر الطريقة و.هي منحنيات على للحصول� شيوعا

لعدة الغذا�ء� من صغيرة عينة تعريضب الرطوبي. وتتم� امتزا�زال في كما الغلق محكمة أوا�ني� في ثابتة نسبية رطوبة ذات أجواء�

. (.32) شكلالملحية. المحاليل� طريقة لتجهيزا�ت تخطيطي رسم�.(32) كلش

أوعية مختارة، أمالح الغذا�ء�، عينات من الطريقة هذه تجهيزات وتتكون )صحون( مثقبة أطباق وذات الغلق محكمة كبيرة أغطية ذات زجاجيةدقيق. ميزا�ن بتري، أطباق داخلها،

كالتالي: األمالح طريقة وتتم� إ�لى7 من ) عادة المطلوبة النسبية الرطوبة أجواء� تحضير(1

مناسبة ملحية محاليل� بتحضير %( وذلك97 هناكلذلك. و تبعا وجزء� الغرض لهذا� متوا�فرة المشبعة الملحية المحاليل� من عدد فائدة لها المشبعة الملحية المحاليل�(. 4) جدول� في موضح منها

الموجودة الملح كمية كانت� طالما ثابتة نسبية رطوبة على اإلبقاء�التشبع�. مستوى فوق

كما الماء� من محددة كمية في األمالح من محسوبة كمية تذويب(2(.6) جدول� في به يوصى� نسبية رطوبة لتوفير الملحية المحاليل� بعض (. ذوبانية6) جدول�

.ثابتة ا.لن.سب.ية ا.لرطوب.ة في. ا.لت.قري.بي.ة ا.لذائ.بي.ةا.لملح

64

)جم/ ا.لساخن. ا.لما.ءمل(100

درجة عند ا.لث.اب.تة)%.( ا.لغ.رفة حرا.رة

2407الليثيو�م بروم�يد10011الليثيو�م كلو�ري�د

أستياتالبو�ت�اسيو�م

50022

كلو�ري�دالماغنسيو�م

30032

كربو�ناتالبو�ت�اسيو�م

15043

12058الص�و�ديو�م بروم�يد15065الص�و�ديو�م نترات4075الص�و�ديو�م كلو�ري�د5085البو�ت�اسيو�م كلو�ري�د5090الباريو�م كلو�ري�د

كبري�تاتالبو�ت�اسيو�م

2097

حتى� وغلقها الزجاجية األوعية في الملحية المحاليل� هذه صب(3االتزا�ن.

الصحن على الوعاء� داخل ثم� بتري طبق في الغذا�ء� عينة وضع�(4المثقب.

لالتزا�ن. الوصول� حتى� أيام عدة واالنتظار الزجاجية األوعية غلق(5 الغذا�ء� عينات بوزن االتزا�ن لمرحلة الوصول� تم� إذا� ما تحديد يتم�(6

وزنها. ثبات يتم� حتى� دوريا الغذا�ئية العينات كتل بقياس� التجربة من االنتهاء يتم� االتزا�ن، بعد(7

محلول� لكل النسبية للرطوبة المقابل� لها الرطوبي والمحتوىالتوا�زن(. عند المائي النشاط )أ�ي ملحي�

ومقدار المتوا�زنة النسبية )ا�لرطوبة البيانات هذه تسجيل بعد(8 منحنيات في رسمها يتم� للعينة، من الرطوبي الفقد/االكتساب

.ثابتة حرا�رة درجة عند ( للغذا�ء�Isotherms) إمتزا�زال المحتوى بيانات من رسمها يمكن الرطوبي االمتزاز منحنيات المحاليل� لهذه النسبية الرطوبة )أ�و المائي النشاط مع� الرطوبي

مثل� أخرى بطرق المنحنيات هذه رسم� يمكن التشبع�(. كما عند أو الماء� من محسوبة كمية بإضافة ( ولكنAqualab) جهاز استخدا�م من واسع مدى على للحصول� وذلك للعينات الجزئي التجفيفللعينة. المائي النشاط

65

جهاز . وهوالرطوبي االمتزاز. منحنيات لرسم. آلي جهازج. ويتم� النسبية الرطوبة من مختلفة أجواء� داخله توفير يتم� حديث العينة وزن قياس ثم� االتزا�ن. ومن لمرحلة الوصول� حتى� آليا الحاسب في البيانات هذه تسجيل ثم� الرطزبي المحتوى قياس البرنامج يقوم النهاية وفي� بالجهاز، خاص� برنامج عبر اآللي

االنتهاء يمكن الرطوبي. وعادة االمتزاز منحنيات ورسم� بحساب يمكن حرا�رة درجات وعند معدودة ساعات في التجربة هذه من

أيضا. إ� فيها التحكم� مكلف الجهاز أن ال ريال�( ويسمى أ�لف300 إ�لى200) ماديا

Dynamic Vapor Sorption)ا�لحركي( الديناميكي� البخار امتزاز جهاز(.Surface Measurement Systems, LTD, UK الصانعة الشركة وتنتجه

الرطوبي: اإلمتزاز. منحنيات عن تعبر التي المعادالت 2-6-8 الرطوبة قياس طريق� )عن المائي النشاط قياس تم� السابقة الطرق في

هي تليها التي� مختلفة. ا�لخطوة رطوبية محتويات التوا�زن( عند عند النسبية عن للتعبير حاجة هناك النهاية الرطوبي. وفي االمتزاز منحنيات رسم�

تجريبية رياضية نماذج أو معادالت صيغة على الرطوبي االمتزاز منحنيات ودرجة األخرى المكونات وربما الرطوبي المحتوى بداللة المائي للنشاط

هذه عن التعبير تحاول� التي� المعادالت من العشرا�ت الحرا�رة. وهناك التطرق سيتم� البدا�ية في أبرزها. ولكن إلى� التطرق سيتم� والتي� المنحنيات

والحقيقية. المثالية للمحاليل� المائي للنشاط النظري األساس� إلى� أوال

للمحاليل: المائي )أ(. النشاط.أي للماء� المولي الكسر يساوي المائي النشاط المثالية المحاليل� في

aw = xw

( بأنه:xw) المولي الكسر راوتز قانون ويعرف

الحساء، بعض مثل� األغذية لمخاليط اإلمتزاز سلوك تحليل� وعند من يكون المكونات متعددة العسكرية االستخدا�مات وجبات الكيك، مخاليط�

حالة في والمختلفة. لمكوناته للخليط إلمتزا�زا منحنيات حساب المرغوب حالة أن نجد المجففة، والزراعية الغذا�ئية الموا�د مثل� الجفاف عالية العناصر وبالتالي� الجزئي للضغط المذا�ب تخفيض فقط� يسببها ال الماء� نشاط انخفاض

(.Raoult’s Law) راؤول قانون مثل� االفترا�ض هذا على المعتمدة المعادالت باستخدا�م يوصى� ال والسوربيتول والجليسرول ةالسكري ليلامحولل ذلكول

. وحيثاإلمتزازي للسلوك انحرا�ف عنها ينتج حيث� المثالية المخاليط� طريقة

66

بين الكيميائي� وربما الفيزيائي الترا�بط� بسبب� مثالية غير المحاليل� هذه أنبالتالي�: مثالية الغير المحاليل� عن التعبير يمكن فإنه والمذاب الماء�

aw = xw

النشاط. ( معامل ) حيث� تلك ( عنNorrisg's Equation) نوريش معادلة اقترحت� السكرية للمحاليل�

كالتالي: العالقة

log aw/xw = -k (1-xw)2

كالتالي: قيمه ثابت�k حيث�0.7جلوكوز2.7سكروز0.7متحول� سكر0.7فركتوز

0.38 جليسرول0.85سوربيتولالستريك حمض15.8 و7.9 بينالطعام ملح

6.171.82الماليك حمض1.59-الالكتيك حمض

(Salwin & Slawson) و.سالو.س.ون سالوين نموذج منحنيات من أجزاء� تقريبل تقريبية بيانية طريقة الباحثين استخدم

(33) شكل في موضح هو كما مستقيمة كخطوط للمكونات لإلمتزا�ز التحارر:أدناه المعادلة باستخدا�م للخليط الماء� نشاط تقدير تم� وبالتالي�

a1s1w1 + a2s2w2 + …… + ansnwn

aw = ...............................................................

s1w1 + s2w2 + …… + snwn

حيث�:a1…. anالخليط�. في للمكونات الماء� نشاط قيم�s1…..s nلإلمتزا�ز التحارر منحنيات من للمكونات الميل قيم�

w1….wnللمكونات. الصلبة الموا�د أوزا�نawالتوا�زن. حالة في للخليط الماء� لنشاط التقريبية القيمة

تقريب� يتعين دقة اكثر قيم� على الحصول في الرغبة حالة وفي�خطية. غير بمعادالت لإلمتزا�ز التحارر منحنيات

67

في المستخدمة المكونات من لعدد الرطوبي االمتزاز (. عالقات33) شكلللمخاليط�. المائي النشاط حساب

الرطوبي المحتوى ذات و.المنتجات لألغ.ذية. المائي )ب( النشاط.المنخفض:

لتالئم� الباحثين من عدد قبل من تطويرها تم� تجريبية معادالت وهي وغيرها. فقد حرا�رة درجة من محددة ظروف وعند الغذا�ئية المنتجات بعض اإلمتزاز عملية عن للتعبير العديدة الجهود أدت من عدد إلى� رياضيا

،(Derived equations) المشتقة ( وا�لمعادالتEmpirical equations) التجريبية المعادالتومنها:�

(Henderson & Perry) و.بيري هند.رس.ون ( معادلة1) بداللة المائي النشاط لتقدير المستخدمة التقليدية المعادالت أحد بوا�سطة اشتقاقها تم� التي�و المنتج، ونوع الحرا�رة ودرجة الرطوبي المحتوى

م:1966 عام وبيري هندرسون

حيث�:awالمائي نشاط = ا�ل.T المطلقة، الحرا�رة = درجة °R

Meجاف أساس� على التوا�زن عند الرطوبي = ا�لمحتوى (( %M.C).d.b)n , kالتالي�: الجدول� في معطاة = ثوابت

68

مليء� القفل محكم� صندوقمثال: ( محتوا�هSoybeans) صويا بفول�

رطب. أساس� على %20 الرطوبي يمثله )وا�لذي المائي النشاط قدر

في المتوا�جد للهوا�ء النسبية الرطوبة في الصويا فول حرا�رة درجة كانت� إ�ذا(ياوالص فول حبوب بين الفراغات°ف.90 تساوي الصندوق

الحل::الصويا ولفول� أعاله الجدول� من

k = 3.2 x 10-5 , n = 1.52 T = 60+ 460 = 520 °RM.C.wbe = 20%

= mw/(mw + md) = 0.20MCdbe = mw/md

= 25% وبيري: هندرسون معادلة في وبالتعويض

aw = 0.89.B.E.T معادلة( 2)

,Brunaur) وتيلر وإميت برونر الب���احثين قبل من نطويرها تم� معادلة وهيEmmet, and Tellerبمعادلة ( وا�لمش��هورة B.E.Tلع��دد (nمن ) الجزيئية الطبق��ات

الص��يغةالغ��ذائي. المنتج من الجافة الطبقة عن تعبر أن ويمكن الممتز للماء� بداللة األحادية الجزيئية الطبقة إلم���تزازB.E.T معادلة عن للتعب���ير الش���ائعة

يلي�: كما ( هيaw) الماء� نشاط

حيث�:Mمعطى مائي نشاط عند الرطوبي = ا�لمحتوى (aw.)

Moاإلحادية. الطبقة في الرطوبي المحتوى = قيمةCأخرى. وثوا�بت� اإلمتزاز وطاقة الحرا�رة درجة على يعتمد = ثابت

ئي�الما نشاطال مقابل� كمتغير المقدار رسم� عند( و34) شكل فمنaw للطبقة الرطوبي المحتوى قيمة فإن ،مستقيم� خط� على لوحصال وعند

Knالمادة. ذرة

شامية1.10×

10-51.90

ذرةرفيعة

3.40× 10-6

2.31

فولصويا

3.20× 10-5

1.52

×5.59قمح10-7

3.03

69

)ا�لجزء� ( وا�لقاطعSlope) الخط ميل� من عليها الحصول ( يتم�Mo) األحادية الذي الرطوبي المحتوى العادة في ( هي Mo) وقيمة (،Intertcept المحصور

الماء� فيه يكون كمذيب. وبالتالي� المشاركة عليه يتعذر بحيث بشدة مقيداالمجففة. األغذية في ثبات ألقصى الرطوبي المحتوى ( هيmo) فإن

:1 مثال درجة عند مجففة برتقال� لبلوراتB.E.T رسم� يوضح التالي� الشكل�

الغذا�ئي�. المنتج لهذا� األحادية الطبقة قيمة °م. اوجد25 حرا�رةالحل:

M(/C-1) والميلM0C/1 الصادي المحور مع� المنحنى� تقاطع� الشكل�، من

oC:

الميل:� ومنC – 1 = 0.89 Mo C

على: نحصل السابقتين المعادلتين وبحل�C = 41.45

وبالتالي�:

°�م.25 عند مجففة برتقال� لبلوراتB.E.T رسم�(. 34) شكل:2 مثال

70

وكانت مختلفة، رطوبية محتويات عند المائي النشاط لقياس� تجربة تمت ومسبق مفروم مجفد بقر للحم� عليها الحصول تم� التي� التجريبية النتائج المحتوى قيمة . أوجدالتالي� الجدول� في °م10 حرا�رة درجة عند الطبخ.B.E.T معادلة باستخدا�مC وا�لثابت� Mo األحادية للطبقة المائي

71

m (d.b)aw

0.00.00.0110.010.0190.020.0270.030.0410.040.0770.100.0930.150.1060.200.1210.300.1370.40

الحل: في حساب فإن مستقيم� خط� معادلة تمثل�B.E.T معادلة أن بما

المثال� في للرسم� )مشابه aw ضد هرسم و السابق للجدول الثالث� العمود بالتقريب� عنها نتجالسابق( خطا غير )ا�لشكل وتقاطعه ميله مستقيمايلي�: كماهنا( مرسوم

)ا�لميل�( )ا�لتقاطع(

على: نحصلومجهولين( )معادلتين أعاله العالقات ومنC = 13.4 , Mo = 0.1066 g H2 O/g solid

يلي�: ما من اشتقاقها تم� ا�لسابقةB.E.T معادلة أن يالحظ�**�

حيث�:Vيساوي بخار ضغط� عند الممتز البخار أو الغاز = حجم� Pوحدة لكل

التشبع� ضغط� يكون عندما الماء� بخار تمتز التي� للمادة وزن مساوياPo

72

Vmالطبقة تكون بدا�ية عند إمتزازه تم� الذي الحجم� يمثل = ثابت� األحادية الجزيئية

Cاإلمتزاز حرا�رة على يعتمد = ثابت� (Heat of adsorption،) Eaوحرا�رة وثابت�T المطلقة الحرا�رة ودرجة ،Ec( Heat of condensation) التكثيف

العالقة:� تكون بحيثR العام الغاز

(adsorpate) إمتزازه تم� الذي الماء� بخار ( بوزنV) الحجم� استبدال� حالة في(Wلكل� ) في واستخدامها الماء�، لبخار الممتزة المادة من وزن وحدة

من وزن وحدة ( لكل�Wm) بالوزن كذلك استبداله ( تم�Vm) الحجم� فإن المعادلة،) النوع ذات لإلمتزا�ز التحارر منحنيات حالة وفي� الماء�. لبخار الممتزة المادة

S( )Sigmoidal typeالحجم� ( فإن (Vmأو ) الوزن (Wmسيشير ) الطبقة اكتمال إلى� قريبة تحدث والتي� األحادية الجزيئية منحنى� في االنقالب نقطة من جدا�

لحالة الرياضي التعبير ؛B.E.T معادلة ( فإنn = 1) تكون اإلمتزاز. وعندما تمثل المعادلة ( فإنn = ) تكون األحادية. وعندما الجزيئية الطبقة إمتزاز

وفي(.Multimolecular layer adsorption) الجزيئات عديدة للطبقة اإلمتزاز حالة يمكن والتي� لها التطرق سبق� التي� العامة المعادلة على نحصل النهاية

الطبقات. المتعدد من وجزء� األحادية للطبقة فقط� استخدا�مها.G.A.B ( معادلة4)

Guggenhamhein-Anderson-de-Boer الباحثين قبل من المعادلة هذه تطوير تم� على تطبيقها يمكن بأنه.B.E.T معادلة عن . وتتميز.G.A.B بمعادلة والمعروفة

تنطبق� التي� المعادالت أشهر من الرطوبي, وهي� المحتوى من واسع مدىوصيغتها: الحيوية، المنتجات من العديد على

مدى من يزيد ( وا�لذيk) الثالث� بالثابت�BET معادلة عن الثوا�بت تزيد حيث� المعادلة في الثالثة الثوا�بت إيجاد الصعوبة للمنتج. ومن الرطوبي المحتوى خطية غير احترافية برا�مج استخدا�م يتم� . ولذلكBET في كما تقليدية بطريقة

غيره. وMatlab برنامج مثل� المعادلة لحلأخرى: معادالت( 5)

هناك ا�لعديد من النماذج األخرى للتعبير عن ا�لنشاط ا�لمائي للمنتجات بعض المعادالت الرياضية التي تستخدم للتعبير عن منحنياتحويلجدول أدناه يالحيوية. ا�

والزراعية.التحارر لإلمتزاز للمواد الغذائية صيغتها المعادلة اسم. م

Henderson هندرسون 1Fugassi فوجاسي� 2

73

Kuhn كوهن 3Oswin أوسوين 4

Mizrahi ميزراهي� 5Linear Isotherm تمازز

خطي�6

aa = Water Activity; m = Water content; C = constant; n = exponent. b

Energy of Binding of الحرار.ة. در.جة. و.تأثير للماء االر.تباط. طاقة 2-6-9Water

إيجاد يمكننا مختلفة حرا�رة درجات عند لإلمتزا�ز التحارر منحنيات بإيجاد أو للماء� الجزئي والضغط� الحرا�رة درجة بين العالقة توضح التي� المنحنيات

اللوغاريتم� رسم� (. وعندisosteres) ثابتة مائية مستويات عند الماء� نشاط الحرا�رة درجة مقلوب ضد محدد مائي محتوى عند الماء� لنشاط العشري هي�HA حيث� (،HA/R) يساوي الناتج المستقيم� الخط ميل� فإن المطلقة

Latent heat) للتبخير الكامنة الحرا�رة وبعد ( فوقheat of adsorption) اإلمتزاز حرا�رةof vaporizationو ممتز الغير العادي ( للماء� Rالجانب� العام. وفي الغاز ثابت هي�

المحور على للماء� الجزئي للضغط العشري اللوغاريتم� رسم� تم� إذا� اآلخر ميل� فإن األفقي المحور على المطلقة الحرا�رة درجة ومقلوب العمودي

الكامنة الحرا�رة مجموع هي�H حيث� ،H/R يساوي الناتج المستقيم� الخطاإلمتزاز. وحرارة للتبخير

يوضح ( التالي�35) الشكل� رسما لوغاريتمية الشبه للعالقة نموذجيا حساب يمكن ومنه المطلقة، الحرا�رة درجة ومقلوب للماء� الجزئي للضغط

الماء�. وفي� نشاط علىH اعتماد يوضح ( فإنه36) الشكل� . أماH قيمة) األحادية للطبقة المائي المحتوى قيمة عند االرتباط طاقة تحدث الغالب�

B.E.T.)

74

المطلقة. الحرا�رة مقلوب ضد للماء� الجزئي للضغط ( رسم�35) شكل

الماء� نشاط على لإلمتزا�ز الكلية للحرارة النموذجي� ( االعتماد36) شكل

75

( وقيم�B.E.T) األحادية للطبقة المائي المحتوى قيم� يوضح التالي� الجدول�مختارة. غذائية ومكونات ( لموا�دH) لإلمتزا�ز الكلية الحرا�رة الطبقة قيمة.المادة.

(B.E.T) األحاديةبالتقريب

الكلية. الحرار.ة. H لإلمتزاز.

(Kcal/mole)

0.1114نشا البولي� حمض

فالكتورونيك0.0420

0.1112جيالتين0.0611.6مسامي الكتوز،

0.0912ديكسترا�ن0.05بطاطس رقائق

كامل حليب مسحوقالدسم�

0.03

0.0412مجفد بقر لحم�الماء نشاط. على الحرار.ة. در.جة. تأثير

الجذب شدة مدى وبالتالي� الجزيئات إثارة تتغير الحرا�رة درجة تغير عند كلوسياس� لمعادلة التكاملية الصيغة الباحثين من كثير استخدم بينها. ولقد الماء� نشاط على الحرا�رة درجة تأثير ( لتوضيحClausius – Clapeyron) وكالبيرون

أدناه: مبين هو كما

حيث�:aw1المطلقة الحرا�رة درجة عند الماء� = نشاط T1

aw2المطلقة الحرا�رة درجة عند الماء� = نشاط T2

HBلإلمتزا�ز االرتباط = طاقة (kJ/kg mole.°k)Rالعام الغاز = ثابت (8.314 kJ/kg.mole °k.)

الحرا�رة. درجة بازدياد الماء� نشاط يزدا�د الموا�د من لعديد أنه وجد ولقد درجة لكل الماء� نشاط في التغير أن وجد الجو حرا�رة درجات حدود وفي�

ولبعض0.0001 حدود في بالتقريب� يكون العادية السكرية للمحاليل� مئوية .0.0023 حوا�لي الغالل� حبوب

يعطى� التجمد مستوى تحت تقع التي� الحرا�رة درجات عند الماء� نشاط (Super cooled, Pws) التبريد فائق� الماء� بخار ضغط� إلى� الثلج بخار لضغط كنسبة

:النظام حرا�رة درجة عند

76

الماء� نشاط أن °م( وجد18)- الحرا�رة درجة عند المثال� سبيل� فعلى�.0.83 يساوي مائي لنظام

و.الغذ.ائية الزراعية للمواد المائي المحتوى في. التحكم.2-6-10سيكرو.ميترية(.: )اع.تبار.ات

عند50%( ERH) التوا�زن عند النسبية رطوبتها مادة مع� التعامل تم� إذا�( أدناه:37) شكل فيA بالنقطة ممثلة °ف70 حرا�رة درجة

والرطوبة الجافة الحرا�رة ودرجة البخار، ضغط� بين ( العالقة37) شكلالتوا�زن. عند النسبية °ف70 و °ف80 عند يظالن والمادة الهواء� حرا�رة درجة أن بافترا�ضو

لها سيكون °ف80 الحرا�رة درجة ظروف تحت المادة الترتيب. فإن على كانت� البخار. وإ�ذا لبعض انتقال يحدث أن يجب وبالتالي� أعلى� جزئي ضغط�

كبيرة الهواء� كتلة المادة ستصل� بينما يتغير لن الهواء� فإن بالمادة مقارنة جدا� ذلك عن وينتج الهواء� بخار لضغط مماثل� أعلى� بخار ضغط� عند توا�زن إلى�

ممثلتين °ف70 تساوي حرا�رة ودرجة % بالتقريب�70 تساوي نسبية رطوبة.(38شكل) فيCبالنقطة

77

قد الهواء� فإن الكبر الكتلة ذات هي المادة فيها تكون التي� الحالة وفي� على نتحصل وبالتالي� للمادة األقل� الجزئي الضغط� ليوازن ماء� بخار يفقد

درجة عند % بالتقريب�36 مساوية النسبية الرطوبة فيها تكون ظروف (.38) شكل فيD بالنقطة ممثل هو كما °ف80 تساوي هواء� حرا�رة

يساوي للمادة مائي محتوى ذلك عن % وسينتج35 ستصبح النسبية الرطوبة%.8.5 % من2,2 يعادل� فقد أي %،6.3 بالتقريب� إلى� المادة تسخين فإن النسبية الرطوبة ثبات على الحفاظ تم� إذا� أما يساوي مائي محتوى على للحصول� سيؤديB النقطة فقد % أي8.3 تقريبا مدى يتضح المطلوب. وهكذا� المائي المحتوى من % فقط�0.2 يعادل�

األكثر بالطريقة التنبؤ في السيكروميترية االعتبارا�ت مساعدة في تأثيراالتحكم�. إلنجاز استخدا�مها ومحتوى °ف70 حرا�رة درجة عندA النقطة نعتبرل آخر مثال� وفي�

هو % كما50 ( يساويERH) التوا�زن عند رطوبي� % ومحتوى8.5 رطوبي�(.38) الشكل� في موضح

أو اكتساب دون °ف75 حرا�رة درجة إلى� والفراغ المنتج تسخين تم� إذا� مساوية ستصبح التوا�زن ظروف فإن (،B )ا�لنقطة المنتج بوا�سطة للماء� فقد الخريطة في الظروف هذه رسم� تم� التوا�زن. وإ�ذا عند نسبية % رطوبة51

الهواء� تسخين حالة في ( فإنه38) الشكل� في موضح هو كما السيكروميترية في تغير هناك )ليس للماء� فقد أو اكتساب دون °ف75 حرا�رة درجة إلى�

% ممثلة42 حوا�لي ستساوي الناتجة النسبية الرطوبة الندى( فإن نقطةE بالنقطة منتج ذلك عن %. وينتج51 أي المطلوبة النسبية الرطوبة عن بدال تثبيت� حالة %. وفي8.5 من % أقل�1.2 % أو7.3 يساوي المائي محتوا�ه

(.E )ا�لنقطة °ف75 إلى� الحرا�رة درجة ارتفاع عند الرطبة الحرا�رة درجة يصبح للمادة النهائية بالظروف وللتنبؤ درجة بين العالقة توطيد ضروريا

حدة. على مادة ( لكل�aw) التوا�زن عند النسبية والرطوبة الحرا�رة

78

والرطوبة الحرا�رة درجة ضد المائي ]أ�على[ المحتوى( 38) شكلماصة. لمادة النسبية

سيكروميترية. خريطة على مرسومة أعلى� ]أ�سفل[ ظروفمثال:

79

الحرا�رة درجة حيث� الرطب� الخليج ساحل منطقة في لألرز مطحن أسواق على للحصول� % يسعى�60 تساوي النسبية والرطوبة °ف80 تساوي نسبية ورطوبة °ف90 حرا�رة درجة عند الجاف أريزونا مناخ في للتوزيع في والتغليف التعبئة خط� باستخدا�م عبوات في األرز تعبئة %. يتم�35 تعادل�

أساس� % )على12.65 يساوي المعبأ لألرز المائي المطحنة. ا�لمحتوى بغرض العبوة مل�ء في الالزمة للزيادة المئوية النسبة هي رطب(. ما أريزونا. افترض في عبوة كل في األرز من جرا�م500 وزن على المحافظة

% )على9.1 تساوي أريزونا في لألرز التوا�زن عند الرطوبي محتوىال أنرطب(. أساس�الحل:

في لألرز المائي والمحتوى الكلية الصلبة الموا�د مجموع تساويX افرضالكلية. الصلبة الموا�د تساويDM أن وافرض المطحنة،

المطحنة: فيX = DM + 0.1265

أريزونا: في500 = DM + 0.091 x 500

Dm = 454.5 (gm)المطحنة: في

X = 454.5 + 0.1265 XX = 520.32 (gm)

تساوي العبوة مل�ء عند الالزمة للزيادة المئوية النسبة

في. هزر،،341 مذك.رة من. ا.ألول. -ا.ل.جزء ا.لل.ه بحمد–. ا.نت.هى. )) هن.ا(( ه..7/4/1428

80