Farklı Nem Düzeyinde Ardıç Bitkisinin Yaprağının Dayanım
advertisement
Farklı Nem Düzeyinde Ardıç Bitkisinin Yaprağının Dayanım Özeliklerinin Belirlenmesi DENIZ YILMAZa, FERAY KESKİNa, CİHANNUR CİHANALPa, RECEP KÜLCÜa, a Suleyman Demirel Universitesi, Ziraat Fakültesi, Tarım Makinaları ve Teknolojileri Mühendisliği Bölümü, 32260, Cunur, Isparta, Turkiye Tel: +90 246 211 86 12; Fax: ++90 246 211 86 96 E-mail: [email protected] ÖZET Ardıç tohumları pek çok hastalığın tedavisinde bitkisel ilaç olarak yaygın bir biçimde kullanılmaktadır. Ardıç tohumları yemeklere koku ve tat vermek maksadıyla da kullanılır ve özellikle yağlı et yemeklerinde yemeği hafifletmekte çok yararlıdır. Türkiye’de ardıç üretimi ile ilgili yapılan çalışmalarda işgücü ihtiyacının en fazla olduğu işlemin hasat olduğu görülmektedir. Ayrıca toplam üretim maliyetinin %40-60’ını hasat oluşturmaktadır. Hasat işlemi üretim maliyetini belirleyici en önemli faktör olarak öne çıkmıştır.Bu yüzden ardıç bitkisinin mekanik hasat çalışmalarında ve sistemlerinde kullanılmak üzere temel araştırmaların yapılması gerekmektedir. Ardıç bitkisinin hasadında bitkinin yaprak ve sap kayıpları ürün verimini ve kalitesini düşürmektedir. Makineliardıç hasadı için ürün kaybını, yaprak zedelenmesini ve maliyeti en aza indirerek verimliliğini arttırmak için ürüne ait biyolojik özelliklerin yanı sıra fizikomekanik özelliklerin de bilinmesi gerekmektedir. Bu çalışmada ardıç bitkisinin iki farklı hasat zamanında biyolojik özellikleri, uzunluk, genişlik, kalınlık, projeksiyon alan gibi fiziksel özellikleri ve ardıç bitkisinin yaprağının daldan kopma kuvveti ve bitkinin kesilmesi için gereken kuvvet gibi mekanik özellikleri belirlenmiştir. Anahtar Kelimeler:Ardıç, Dayanım özellikleri, fiziko-mekanik özellikler DETERMİNATİON OF STRENGTH PROPERTİES OF LEAVES OF JUNİPER PLANTS AT DİFFERENT MOİSTURE CONTENTS ABSTRACT Juniper seed is used extensively as a herbal medicine for the treatment of many diseases.Juniper seeds is also used in order to smell and taste the food. Especially, it is very helpful in alleviating the food in fat meat. Process that most of the needs of the labor in studies related to juniper production is harvest in Turkey. In addition, it forms 40-60% of the total production costs.Harvesting process has emerged as the most important determinants of the cost of production factors.Therefore, it must be made of the basic researchfor use in studies of juniper mechanical harvest and systems. Leaves and stems cutting losses has been reduce the yield and quality of the product in the harvest of juniper. The biological properties of the product have to be knownas well as the physico-mechanical properties to increase the efficiency by minimizing damage of the leaves and the cost for mechanical harvesting of juniper. In this study, the biological properties of the juniper plant in two different harvest time, physical properties such as length, width, thickness, projection area and mechanical properties such as the picking force of the leaf of the juniper plant and the force required to cut the plant is determined. Keywords:Juniper, strength properties, physico-mechanical properties GİRİŞ Ardıç, servigiller (Cupressaceae) familyasından sonuçlara göre nem düzeyi artıkça bazı fiziksel Juniperus cinsine ait iğne yapraklı ağaç ve çalı özelliklerin ve kuvvet, gerilme değerlerinin değiştiği formundaki taksonların ortak adıdır. Yaprakları ince, belirlenmiştir. uzun, sivri ve hoş kokuludur. Dallarından elde edilen merhem deri üzerine sürülerek ovulursa, Ardıç hasadı esnasında oluşan kayıpları, maliyeti cilt ve verim kayıplarını azaltmaya yönelik çalışmaların hastalıklarına çok faydalıdır ve saç dökülmelerini yapılması gerekmektedir. Makineli ardıç hasadı için önler ayrıca birçok kadın hastalıklarının tedavisinde ürün kaybını ve yaprak zedelenmesini en aza de kullanılmaktadır (Gültekin ve Gültekin, 2007). indirmek için ürüne ait biyolojik özelliklerin yanı sıra Hasat zamanı, yapraklarını dökmediğinden hemen fiziko-mekanik her gerekmektedir. mevsimde sürgünleri hasat edilerek işlenebilmektedir. Ardıç yaprağının hasat edilmesi özelliklerin de bilinmesi Biyolojik malzemelerin mekanik özellikleri ürüne daha çok iş gücü ile yapılmaktadır(Makinalı hasat ait için ardıç yaprağının dayım özelliklerinin bilinmesi özellikler ürüne ait kuvvet deformasyon eğrisinin gerekmektedir. analiz edilerek değerlendirilmesi ile belirlenmektedir dayanım parametrelerini içermektedir. Bu (Şekil 2). Bu çalışmada, farklı nem düzeylerinde ardıç yaprağının kopma kuvveti, kopma gerilmesi, akma kuvveti, akma gerilmesi, elastikiyet modülü, sap kopma kuvveti, sap kopma gerilmesi, sap kesme enerji gereksinimleri gibi dayanım özellikleri belirlenmiştir. Nem içeriğinin artmasıyla, kopma kuvveti ve akma kuvveti değerlerinin arttığı, kesme gerilmesive enerjisinin arttığı belirlenmiştir. Kuvvet, N kuvveti, sap kesme gerilmesi ve kopma, kesme İş Deformasyon, mm Şekil 2. Biyolojik malzemeler için kuvvet- deformasyon eğrisi (x; Biyolojik akma noktası, y; Maksimum kuvvet z; Kopma noktası) (Sitkei 1986) Bu çalışmada ardıç bitkisinin 2 farklı hasat zamanlarında biyolojik özellikleri, projeksiyon alanı gibi fiziksel özellikleri ve ardıç bitkisinin yaprağının Şekil 1. Ardıç (Cupressaceae) bitkisi genel görünümü. fiziko-mekanik özeliklerinin bilinmesi oldukça önemlidir. Bu özellikler hasat, taşıma, depolama ve öğütme makinelerinin tasarımında kullanılan temel parametrelerdir. Bu çalışmada Ardıç bitkisinin(Şekil 1) 2 farklı nem düzeyinde sap ve yaprak boyutu, izdüşüm alanı, ağırlık, kesme kuvveti, kopma kuvveti ve dayanım gibi bazı fizikomekanik kuvveti için gereken kuvvet gibi fiziko-mekanik özellikleri belirlenmiştir. Hasat ve hasat sonrası ürün işlemede biyolojik materyalin daldan kopma kuvveti ve ardıç bitkisinin kesilme özellikler belirlenmiştir. Elde edilen Ardıç bitkisinin olgunlaşma döneminden sonra hasat edilmektedir. Denemelerde kullanılmak üzere 2 farklı hasat zamanında hasat edilen ürünlerin ilk hasat zamanı nem değeri %47-48 (H1) ve %10-27 (H2) olarak belirlenmiştir. MATERYAL VE YÖNTEM Farklı hasat zamanlarında dalları ile birlikte hasat edilen ardıç bitkisinin uzunluk, genişlik, kalınlık, ağırlık, izdüşüm belirlenmiştir. alanı Uzunluk, gibi fiziksel genişlik, özellikleri kalınlık boyut değerleri Şekil 3’ de gösterilen yönlerde, 0.01 mm hassasiyetli dijital kumpas yardımıyla ölçülmüştür. Ardıç bitkisinin ağırlık değerlerinin ölçülmesinde 0.01 g hassasiyetli hassas terazi kullanılmıştır. Z X W Y T L Şekil 5. Ardıç bitkisinin yaprak koparılması. Cihaz, örneklerin tutulmasını sağlayan çeneler, Şekil 3. Genişlik (mm), T: Kalınlık (mm), L: Uzunluk (mm) hareketli parça, hareketi sağlayan ünite ve veri işleme ünitesinden oluşmaktadır (Şekil6). Denemeler sırasında materyallerin bağlandığı çenelerin çekme Ardıç bitkisinin izdüşüm alanı, dijital fotoğraf makinesi ile resimleri çekildikten sonra, globalimage programı yardımıyla belirlenmiştir (Şekil 4). hızı 600 mm/dakika’dır. Veri işleme ünitesinde 500 N kapasiteli bir yük hücresi, verilerin aktarıldığı ve içerisinde NEXYGEN Plus yazılımın olduğu bir bilgisayar bulunmaktadır. Veri işleme ünitesi Sürücü ünite Yük hücresi Çene Bitkiyi tutucu aparat Şekil 4. Ardıç bitkisinin yapraklarının izdüşüm alanının belirlenmesi Bitkinin daldan yaprak kopma kuvveti ardıç yaprağın bulunduğu dalı tutacak şekilde tasarlanan çeneler yardımı ile bitki sap ekseni doğrultusunda LLoyd Marka (Lloyd Instrument LRX Plus, Lloyd Instruments Ltd, An AMATEK Company) biyolojik malzeme test cihazı kullanılarak belirlenmiştir (Şekil 5). Ayrıca cihaz bitkiyi kesmek için gereken kuvvetler de uygun olarak hazırlanmış bir aparat yardımıyla bitki sap ekseni doğrultusunda basma testi uygulanarak belirlenmiştir. Şekil 6. Bitki kopma kuvvetlerinin belirlenmesi için kullanılan sistem. Ardıç bitkisininkesme kuvveti çekme basma yönünde çalışan biyolojik malzeme test cihazı kullanılarak belirlenmiştir. Cihaza, örneğin konulduğu bir platform eklenerek kesici bıçak yardımıyla denemeler yapılmıştır (Şekil 7). Tablo 2. Ardıç bitkisin faklı hasat zamanlarına göre yaprak kopma mekanik özellikleri. Kopma Değerleri H1 H2 5,57 6,84 0,61 0,76 8,54 7,45 0,01 14,91 Kopmadaki yük (N) 0,51 0,76 Kopmadaki gerilme (MPa) 0,05 0,52 Kopmadaki Uzama (mm) 9,79 0,05 0,02 0,01 0.40 0,41 Maksimum Yükteki Yük (N) Maximum Yükteki gerilme (MPa) Maximum Yükteki uzama Şekil 7. Ardıç bitkisinin kesme denemesi ARAŞTIRMA BULGULARI (mm) TARTIŞMA VE SONUÇ Farklı hasat zamanlarında hasat edilen ardıç bitkisinin bazı fiziksel özellikleri Tablo 1 ‘de verilmiştir. Farklı hasat zamanlarında hasat edilen ardıç bitkisinin ortalama bitki boyu değerleri 45.36 ile 54.4mm, ortalama bitki çapı değerleri 5.01- 6.23 mm arasında, ortalama bitki sap ağırlığı değerleri 6.02- 25.34 mm arasında değişmektedir. Bitki Maximum yüke kadar olan enerji (J) Kopmaya kadar olan enerji (J) Akma Kuvveti (N) sapına ait ortalama sap boyu değerleri 15.01-17.48 mm, ortalama sap çapı değerleri 1.96-2.16 mm, ortalama sap ağırlığı değerleri 0.29-1.38 g arasında değişmektedir. Bitki yaprağına ait ortalama yaprak çapı değerleri 1.05-1.45 mm, yaprak uzunluğu değerleri 40.48-46.56 mm değerleri 0.10-0.33 g belirlenmiştir. Ortalama ve yaprak arasında izdüşüm ağırlığı değiştiği alanları ise 3.55 mm2 ile 6.43 mm2 arasında değişmektedir. Tablo 1. Ardıç bitkisin faklı hasat zamanlarına göre fiziksel özellikleri. Farklı hasat zamanlarında hasat edilen ardıç bitkisinin daldan yaprağın kopması sapının ile ilgili bazı mekanik özellikleri Tablo 2’de verilmiştir. Araştırma sonucunda; ardıç bitkisinin sapından dalından yaprağın ayrılması ile ilgili yapılan denemelerde maksimum kuvvet değerleri 1. hasat zamanında ortalama 5.57 N ve 2. hasat zamanında ortalama 6.84 N olarak belirlenmiştir. Hasat zamanlarına göre 2.hasat zamanı daha büyük çıkmıştır. Maksimum yükteki gerilme değerleri, 1.hasat Fiziksel Özellikleri H1 H2 Bitki Boyu(mm) 54.4 45.36 Bitki Çapı(mm) 6.23 5.01 Bitki Sap Ağırlığı(g) 25.34 6.02 Sap Boyu(mm) 17.48 15.01 Sap Çapı(mm) 2.16 1.96 Sap Ağırlığı(g) 1.38 0.29 Yaprak Çapı(mm) 1.45 1.05 Yaprak Uzunluğu(mm) 46.56 40.48 Yaprak Ağırlığı(g) 0.33 0.10 İzdüşüm Alanı (mm2) 6.43 3.55 zamanı ortalama değeri 0.61 MPa ve 2.hasat zamanı ortalama değeri 0.74 MPa olarak belirlenmiştir. Maksimum yükteki uzama değeri, 1.hasat zamanı ortalama değeri 8.54 mm ve 2.hasat zamanı ortalama değeri 7.45 mm olarak belirlenmiştir. Maksimum yüke kadar olan enerji değeri, 1.hasat zamanı ortalama değeri 0.01 J ve 2.hasat zamanı ortalama değeri 14.91 J olarak belirlenmiştir. En yüksek değer 2.hasat zamanı olmuştur. Kopmadaki yük değerleri, 1.hasat zamanı ortalama değeri 0.51 N ve 2.hasat zamanı ortalama değeri 0.76 N olarak belirlenmiştir. Kopmadaki gerilme değeri, 1.hasat zamanı ortalama değeri 0.05 MP ve 2.hasat zamanı ortalama değeri 0.52 MP olarak bulunmuştur. zamanı Maksimum yükteki gerilme değerleri, 1.hasat ortalama değeri 9.79 mm ve 2.hasat zamanı zamanı ortalama değeri 10.72 MPa, 2.hasat zamanı ortalama değeri 0.05 mm olarak belirlenmiştir. ortalama değeri 18.27 MPa olarak belirlenmiştir. Kopmadaki uzama değeri, 1.hasat Kopmaya kadar olan enerji değeri, 1.hasat Maksimum yükteki uzama değeri, 1.hasat zamanı ortalama değeri 0.02 J ve 2.hasat zamanı zamanı ortalama değeri 32.50 mm, 2.hasat zamanı ortalama değeri 0.01 J olarak belirlenmiştir. ortalama değeri 25.77 mm olarak belirlenmiştir. hasat Maksimum yüke kadar olan enerji ortalama zamanında yapılan denemelerde her bir ardıç için değeri, 1.hasat zamanı 0.76 J ve 2.hasat zamanı elde edilen maksimum kuvvet değerlerine bağlı 1.38 J olarak belirlenmiştir. Akma kuvveti değerleri, iki farklı olarak değişmiştir. Bu değerler, 1.hasat zamanı Kopmadaki yük değeri, 1.hasat zamanı ortalama ortalama değeri 0.40 N ve 2.hasat zamanı ortalama değeri 127,95 N ve 2.hasat zamanı ortalama değeri değeri 0.41 N olarak belirlenmiştir. 140,96 N olarak belirlenmiştir. Çalışma sonuçlarına göre ardıç yaprağının daldan ayrılması özellikleri hasat zamanlarına ile ilgili bağlı bitkisinin mekanik olarak değişmektedir. Ardıç bitkisi için 1.hasat zamanında Kopmadaki gerilme değeri, 1.hasat zamanı ortalama değeri 113,73 MPa ve 2.hasat zamanı ortalama değeri 15,66 MPa olarak belirlenmiştir. Kopmadaki uzama değeri, 1.hasat zamanı yapılan hasadın yaprağının daldan ayrılmasına bağlı ortalama değeri 30,55 mm ve 2.hasat zamanı olan mekanik özellikleri diğer hasatzamanlarında ortalama yapılan hasada göre daha iyi durumda olduğu belirlenmiştir.Kopmaya kadar olan enerji değeri, görülmektedir. 1.hasat zamanı ortalama değeri 2,19 J ve 2.hasat Farklı hasat zamanlarında hasat edilen ardıç bitkisinin dalın kesme kuvveti ile ilgili bazı mekanik Kesme Değerleri Maksimum Yükteki gerilme (MPa) Maksimum Yükteki uzama (mm) Maksimum yüke kadar H1 H2 96,51 164,45 10,72 18,27 Çalışma sonuçlarına göre ardıç bitkisinin dal 32,50 25,77 olarak değişmektedir. Ardıç yapılan hasadın bağlı olan mekanik özellikleri diğer hasatzamanlarında yapılan hasada göre daha iyi durumda olduğu görülmektedir. LİTERATÜR LİSTESİ ardıç (juniperus l.) TürlerininSilvikültür teknikleri. Akdeniz Ormancılık Araştırma MüdürlüğüDoğa Dergisi (Journal of DOA)Sayı: 13 Sayfa: 69-111 Yıl: 2007 Kopmadaki yük (N) 127,95 140,96 Kopmadaki gerilme (MPa) 113,73 15,66 Kopmadaki Uzama (mm) 30,55 24,77 2,19 24,77 (J) bağlı bitkisinin dal kesme kuvveti için 1. hasat zamanında Doğu 1,38 Kopmaya kadar olan enerji olarak Gültekin, H.C, Gültekin, U.G. 2007. Türkiye’deki 0,76 olan enerji (J) mm zamanı ortalama değeri 24,77 J olarak belirlenmiştir. zamanlarına Tablo 3. Ardıç bitkisin faklı hasat zamanlarına göre dalkesmedeğerleri (N) 24,77 kesme kuvveti ile ilgili mekanik özellikleri hasat özellikleri Tablo 3’de verilmiştir. Maksimum Yükteki Yük değeri Maksimum yükteki yük değerleri, 1.hasat zamanı ortalama değeri 96.51 N, 2.hasat zamanı ortalama değeri 164.45N olarak belirlenmiştir. Sitkei, G., 1986. Mechanics of agriculturalmaterials. AkademiaiKiado, 487 p.,Budapest, Hungary.
