Aydın ilinde yetiştirilen bazı çilek çeşitlerinin hasat ve hasat sonrası işlemlere yönelik fiziksel ve mekanik özelliklerinin belirlenmesi
Determination of the physical and mechanical characteristics of some strawberry varieties grown in Aydın province for harvest and post-harvest processing
Yazar: TUĞÇE AKÇAKAL
Danışman: DOÇ. DR. TÜRKER SARAÇOĞLU
Aydın Adnan Menderes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Tarım Makineleri Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Ziraat = Agriculture
Dizin: Fiziksel parametreler = Physical parameters ; Mekanik özellikler = Mechanical properties ; Çarpma problemleri = Impact problems ; Çilek = Strawberry

Özet:
Amaç: Bu çalışmada, Aydın ilinde yetiştiriciliği yapılan beş farklı çilek çeşidinin bazı seçilmiş fiziksel özellikleri, mekanik özellikleri gibi parametreleri belirlenerek, hasat veya hasat sonrası sınıflandırma, paketleme ve taşıma aşamalarında kullanılacak olan mekanizasyon sistemlerinin tasarımına yardımcı olacak parametrelerin belirlenmesi amaçlanmıştır.
Materyal ve Yöntem: Çalışmada Festival, Fortuna, Rubygem, 406, Sabrina çilek çeşitlerinin her birinden 260 adet olmak üzere toplamda 1300 adet numune kullanılmıştır. Meyvelerde, meyve et sertliğinin ve meyve tutunma katsayılarının ölçülmesi içinse sırasıyla 20 kg kapasiteli, 6 mm kalınlığında batıcı uça sahip dijital el dinamometresi ile metrik skala ve çeki-bası kuvvetlerine sahip, ölçüm kapasitesi 10 kg olan 0,05 kg hassasiyetli el dinamometresi kullanılmıştır. Çileklerin nem miktarı, 70 °C sıcaklıkta sabit ağırlığa ulaşıncaya kadar tutulup yaş baza göre hesaplanmıştır. Çileklerin boyutları kumpas, ağırlıkları hassas terazi, hacimleri ise ölçekli kap ve içerisindeki saf su yardımıyla hesaplanmıştır. Çileklerin 1 cm2'lik kalibrasyon yüzeyinde dijital fotoğrafları çekilerek, ImageJ görüntü işleme programında bazı boyutsal özellikleri hesaplanmıştır. Meyvelerin sürtünme katsayıları ise sürtünme açı ölçüm cihazı yardımıyla hesaplanmış ve ölçüm sınırı maksimum 500 N olan Zwick-Roell Marka Universal test cihazıyla yapılan farklı oranlardaki sıkıştırma işlemleriyle de yük altındaki davranışları belirlenmiştir. Çalışmada meyvelerin çarpma parametrelerinin belirlenebilmesi için sarkaç (pendulum) düzeneği kullanılmıştır. 
Bulgular: Çalışmada çilek çeşitleri arasında nem içerik değeri en yüksek 406 (%89,986), meyve tutunma kuvvetinin en yüksek değeri Fortuna (3 N) ve meyve et sertliği değerinin en yüksek değeri de Sabrina çeşidinde (10,10 N) bulunmuştur.
Çalışmada elde edilen fiziksel parametreler sonucunda 406 çilek çeşidinin kütlesi, hacmi, dikey ve yanal projeksiyon alanları (izdüşümleri), geometrik ortalama çap ve yüzey alan değerleri diğer çeşitlerden daha yüksek bulunmuştur. Küresellik ve özkütle değerleri ise çeşitler arasında en yüksek Festival ve Fortuna çeşitlerinde elde edilmiştir. Çeşitler arasındaki kütlesel değerler varyans analizine tabi tutularak p<0.05 önem seviyesine göre önemli bulunmuştur. Çalışmada çilek çeşitlerinin iki farklı konumda ve dört farklı yüzey üzerinde sürtünme katsayı değerleri bulunarak, yüzeyler ile çeşitler arasındaki ilişkisi incelenmiştir. Çalışmada ortalama en yüksek sürtünme katsayı değerleri 0,43 Sabrina çeşidinde bulunmuştur. Çalışmada kullanılan dört farklı yüzeyde sürtünme katsayı değeri en yüksek kartonda, en düşük ise ahşapta bulunmuştur. Elde edilen parametreler sonucu çeşitler arasında yapılan varyans analizine göre sürtünme katsayı değeri çeşitlerde p>0,05 önem seviyesine göre önemli bulunurken, kullanılan yüzeyler p>0.05 önem seviyesine göre önemsiz bulunmuştur. Çarpma denemelerinde ise sarkaç (pendulum) düzeneği kullanılarak farklı yüksekliklerden, farklı yüzeylere çarptırılan çilek çeşitlerinin zedelenme alanları, esneklik katsayıları ve absorbe edilen enerji değerleri hesaplanmıştır. Çalışmada düşme yüksekliğinin artmasıyla zedelenme alanı ve absorbe edilen enerjinin arttığı, esneklik katsayısının ise azaldığı görülmüştür. Çilek çeşitleri iki farklı konumda ve beş farklı deformasyon yüzdesinde (%5, %15, %25 %35, %45), biri sabit ve biri hareketli olmak üzere, iki platform arasında sıkıştırılarak yük altındaki davranışları belirlenmiştir. Sıkıştırma işlemi sonucunda meyvelerin çeşitlilik, sıkıştırma yönü ve yüzde deformasyonuna göre; deformasyon ve maksimum sıkıştırma kuvvet (Fmax) değerleri p<0.05 önem seviyesinde önemli bulunmuştur. Deformasyon enerjisi ise p<0.05 önem seviyesinde önemsiz bulunmuştur.
Sonuç: Sonuç olarak çilek çeşitleri kendi aralarında hem fiziksel hem de mekanik özellikleri bakımından farklılık göstermiştir. Fiziksel özelliklerin incelenmesiyle farklı boyutsal değerlere ulaşılmıştır. Çeşitlerin iki farklı konumda, dört farklı yüzey üzerinde gösterdikleri sürtünme katsayı değerlerine göre, yüzeyler ve çeşitler arasındaki ilişki bulunarak, yüzeylerin sürtünme katsayı değerini etkilediği görülmüştür. Çarpma parametrelerinde, çileklerde düşme yüksekliğinin artmasıyla zedelenme alanının arttığı, absorbe edilen enerjinin artmasıyla da esneklik katsayısının azaldığı bulunmuştur. Sıkıştırma testinde ise sıkıştırma deformasyon yüzdelerinin yükselmesi sonucu, sıkıştırılan hücre sayısı artarak deformasyon ve deformasyon miktarında artış görülmüş ayrıca Fmax kuvvetleri de elde edilmiştir. Ayrıca çalışmada çeşitlerin nem içeriğine, tutunma kuvvetlerine ve meyve et sertliklerine bakılarak en düşük ve yüksek değerler bulunmuştur.

Abstract:
Objective: In this study, some selected physical properties, mechanical properties and moisture content of five different strawberry cultivars reared in Aydın provience were determined while harvest and post-harvest classification, packaging, and transportation aimed at find parameters that will help the design of mechanization systems.
Material and Methods: A total of 1300 samples, 260 of each of Festival, Fortuna, Rubygem, Sabrina, and 406 strawberry cultivars were used in the study. In order to measure the fruit firmness and fruit holding coefficient in fruits a digital device with a capacity of 20 kg, respectively a digital handheld dynamometer with a 6 mm thick penetrating and has tensile and compression forces with a metric scale a hand type dynamometer with a measurement capacity of 10 kg and a sensitivity of 0,05 kg was used. The moisture content of strawberries was kept at 70 °C until they reached the constant weight and calculated on a wet basis. The sizes of the strawberries were calculated with the help of a caliper device, their weights with precision scales, and their volumes with the help of a measuring cup and distilled water. By were calculated taking digital photographs of the strawberries on a 1 cm2 calibration surface, some dimensional properties in the ImageJ image processing program. Friction coefficients with the help of a friction angle measuring device and behaviors under load were also determined by compression at different rates with a Zwick-Roell Universal Test device with a maximum measurement limit of 500 N. In the study, pendulum mechanism was used to determine the impact parameters of fruit. 
Results: In the study, the highest moisture content among strawberry cultivars was found in 406 cultivars (%89,99), the highest value of the fruit holding Fortuna (3N), and the highest value of fruit flesh firmness value was found in Sabrina cultivar (10,10 N).
As a result of the physical parameters obtained in the study the mass, volume, vertical and lateral projection areas, geometric mean diameter, and surface area values of 406 strawberry cultivars were found to be higher than the other cultivars. The sphericity and density values were highest in Festival and Fortuna cultivars among the cultivars. The mass values between the cultivars were subjected to analysis of variance and were found to be significant according to the p<0.05 significance level. In the study, the friction coefficient values were found in the 0,43 Sabrina cultivar. On four different surfaces used in the study, the highest coefficient was found in cardboard and the lowest in wood. According to the analysis of variance between the cultivars as a result of the parameters obtained, the friction coefficient value was found to be significant according to the p>0,05 importance level in the cultivars, while the surfaces used were found to be no significant according to the p>0,05 significance level. In the impact tests the injury areas, elasticity coefficient and absorbed energy values of strawberry cultivars impacted on different surfaces from different heights were calculated by using the pendulum mechanism. In the study, it was observed that the injury area and absorbed energy increased in the fall height and the elasticity coefficient decreased. Strawberry varieties were compressed between two platforms, one stationary and the other moving in two different positions and at five different deformation percentages %5, %15, %25, %35, and %45, and their behavior under load was determined.
As a result, compression process, according to the type of compression direction and percent deformation dependent variables; deformation and maximum compression force (Fmax) values were found to be significant at p<0,05 significance level. The deformation energy was found to be no significant at the p<0,05 significance level.
Conclusion: Strawberry cultivars differed among themselves in terms of both physical and mechanical properties. Different dimensional values were obtained by examining the physical properties. According to the friction coefficient values of the varieties on four different surfaces in two different positions, the relationship between the surfaces and the varieties was found and it was found that the surfaces affected the friction coefficient. In the impact parameters it was found that the injury area and the absorbed energy increased while the elasticity coefficient decreased with the increase in the falling height of strawberries. In the compression test on the other hand with the increase of compression deformation percentages the number of compressed cells increased, and the amount of deformation and deformation increased and maximum forces were obtained. In addition, the lowest and highest values were found by looking at the moisture content adhesion strength and flesh firmness of the cultivars.