Measurement of mechanical properties of sea buckthorn and black currant berries

There is grounded a need to determine physical-mechanical properties of berries when harvested: tearaway force, crushing force, tensile strength of the berry skin, and relative skin strength factor. The tensile strength of the berry skin can not be determined by the existing instruments because the contact area between the plunger and the skin surface is unknown in this case. At the moment of tearing away and crushing of a berry, the force measured sharply decreases and unloads the device for berry capture and crushing, which makes free oscillations due to its elastic properties and weight, and creates parasitic forces perceived by the sensor. A special force-measuring stand was developed to determine features of measuring mechanical properties of berries. There is given the method for studying the crushing force and tensile strength of the berry skin depending on the diameter and the contact area between the plunger and the skin surface. The dependences between the crushing force and tensile strength of the berry skin and the diameter and the area of crushing plunger were obtained from berries of Altaiskaya cultivar of sea buckthorn and Zdorovye cultivar of black currant that were ripe and uniform in their sizes. The dependences are well approximated by linear, polynomial and power functions that allow determining the tensile strength of the berry skin when the contact area between the plunger and the berry is unknown. The research results obtained by means of the force-measuring stand were used for developing a pilot microprocessor-based device PLODTEST-2 to measure tearaway force, crushing force, tensile strength of the berry skin, and relative skin strength factor. The tests of the device in a force measurement range from 0.10 to 6.00 N have shown the high accuracy of measurement. The limits of the systematic component and the mean square deviation of the random component of the main absolute error in force measurements are ±0.008 and ±0.009 N, respectively.

прочность кожицы ягод, раздавливание, усилие отрыва, микропроцессорный прибор «ПЛОДТЕСТ-2», strength of the berry skin, crushing, tearaway force, microprocessor-based device PLODTEST-2, strength of the berry skin, crushing, tearaway force, microprocessor-based device PLODTEST-2

1. Михайлова Н.В. Методика оценки сортов облепихи для машинной уборки урожая способом вибрации: метод. реком. - Барнаул: РИО АГАУ, 2014. - 15 с.

2. Минеев В.В., Алейников А.Ф., Золотарёв В.А. Совершенствование средств измерения для индустриального производства облепихи // Сб. научн. докл. ВИМ. - 2013. - Т. 2. - С. 346-349.

3. Алейников А.Ф. Перспективы разработок средств измерений в садоводстве // Облепиха - на пути объединения науки и производства: материалы 4-й междунар. конф. - 2009. - С. 106-108.

4. Концепция развития садоводства Российской Федерации на период до 2025 г.: [проект] / под ред. акад. И.М. Куликова. - М.: ВСТИСП, 2010. - 47 с.

5. Родиков С.А. Методы и устройства анализа зрелости яблок. - М.: ФИЗМАТЛИТ, 2009. - 216 с.

6. Алейников А.Ф. Информационное обеспечение сельскохозяйственной науки: итоги, перспективы // Сиб. вестн. с.-х. науки. - 2004. - № 4 (154). - С. 85-89.

7. Алейников А.Ф. Перспективы приборного обеспечения аграрной науки // Аграрная наука - сельскому хозяйству: материалы IV междунар. науч.-практ. конф. - 2009. - С. 434-438.

8. Алейников А.Ф. Проблемы и перспективы приборного и информационного обеспечения сельскохозяйственной науки // Социально-экономическое развитие села и информационные технологии в науке и сельскохозяйственном производстве: материалы годичного общего собрания и научной сессии СО Россельхозакадемии (28-29 января 2009 г.). - 2009. - С. 170-179.

9. Алейников А.Ф., Минеев В.В., Золотарев В.А., Хабаров С.Н. Измерение усилия отрыва ягоды облепихи // Достижения науки и техники АПК. - 2010. - № 10. - С. 78-80.

10. Минеев В.В., Алейников А.Ф., Золотарев В.А., Морозов В.Б. Контроль качества посадочного материала - основа рентабельности и энергосбережения промышленного садоводства // Энергообеспечение и энергосбережение в сельском хозяйстве: материалы междунар. науч.-техн. конф. - 2014. - Т. 2. - С. 64-69.

11. Минеев В.В., Алейников А.Ф., Золотарёв В.А., Фурзиков В.М., Ёлкин О.В. Микропроцессорный прибор для измерения физических величин, характеризующих прочностные свойства ягод // Сиб. науч. вестн. - 2015. - № 19. - С. 72-82.

12. Алейников А.Ф., Минеев В.В. Силоизмерительный прибор для промышленного садоводства // Датчики и системы. - 2012. - № 6. - С. 39-42.

13. Минеев В.В., Алейников А.Ф., Золотарёв В.А. Оценка качества пищевого сырья садовых культур по усилию раздавливания их плодов // Пища. Экология. Качество: труды VIII междунар. науч.-практ. конф. - 2011. - С. 159-160.

14. Алейников А.Ф. Тенденции развития средств измерения для исследований сельскохозяйственных объектов // Методы и технические средства исследований физических процессов в сельском хозяйстве: тр. СибФТИ. - Новосибирск, 2011. - С. 13-18.

15. Минеев В.В., Алейников А.Ф., Золотарёв В.А., Фурзиков В.М. Инструментальный контроль технологии выращивания пищевого сырья облепихи // Методы и технические средства исследований физических процессов в сельском хозяйстве: тр. СибФТИ. - Новосибирск, 2011. - С. 38-43.

16. Минеев В.В., Алейников А.Ф., Золотарёв В.А. Применение методов силоизмерительной техники при промышленном производстве облепихи // Сиб. вестн. с.-х. науки. - 2010. - № 1 - С. 79-85.

17. Пат. № 2473060, МПКG01L 1/00 (Российская Федерация). Прибор для измерения усилия отрыва ягод / В.В. Минеев, В.А. Золотарев, А.Ф. Алейников, В.М. Фурзиков. -№ 2011123048/28; заявл. 07.06.2011; опубл. 20.01.2013; Бюл. № 2.

18. Пат. № 2472123, МПКG01L 1/00 (Российская Федерация). Прибор для измерения усилия раздавливания ягод / В.В. Минеев, В.А. Золотарев, А.Ф. Алейников, В.М. Фурзиков; № 2011128988/28; заявл. 13.07.2011; опубл. 10.01.2013; Бюл. № 1.

19. Пат. № 2538401, МПК A01G 7/00, A01G 1/00, G01L 1/00 (Российская Федерация). Прибор для определения прочностных характеристик ягод / В.В. Минеев, В.А. Золотарев, А.Ф. Алейников, В.Б. Морозов, А.С. Тихонов, В.М. Фурзиков; № 2013106086/13; заявл. 12.02.2013; опубл. 10.01.2015; Бюл. № 1.