Ebegümeci Bitkisinin Bazı Fiziko-Mekanik Özelliklerinin Belirlenmesi

Transkript

1 Ebegümeci Bitkisinin Bazı Fiziko-Mekanik Özelliklerinin Belirlenmesi FERAY KESKİN a, CİHANNUR CİHANALP a, RECEP KÜLCÜ a, DENIZ YILMAZ a, a Suleyman Demirel Universitesi, Ziraat Fakültesi, Tarım Makinaları ve Teknolojileri Mühendisliği Bölümü, 32260, Cunur, Isparta, Turkiye feray-keskin@hotmail.com ÖZET Tarihte besin kaynağı olarak farklı kültürlerde kullanılmış olan ebegümecinin kökü, yaprakları ve çiçekleri çeşitli rahatsızlıkların tedavisinde kullanılmakladır.ebegümecinin faydaları hakkında araştırmaların sayısı az olmakla birlikte yapılan bazı araştırmalar solunum yolu, sindirim sistemi ve cilt için bir anti-enflamatuar olarak kullanılabileceği yönünde sonuçlara sahiptir. Türkiye de ebegümeci üretimi ile ilgili yapılan çalışmalarda işgücü ihtiyacının en fazla olduğu işlem hasattır. Ayrıca toplam üretim maliyetin %30-60 ını hasat oluşturmaktadır. Hasat işlemi üretim maliyetini belirleyici en önemli faktör olarak öne çıkmıştır.bu yüzden ebegümeci mekanik hasat çalışmalarında ve sistemlerinde kullanılmak üzere temel araştırmaların yapılması gerekmektedir. Ayrıca ebegümeci hasadında bitkinin yaprak ve sap kesme kayıpları ürün verimini ve kalitesini düşürmektedir. Makineli ebegümeci hasadı için ürün kaybını, yaprak zedelenmesini ve maliyeti en aza indirerek verimliliğini arttırmak için ürüne ait biyolojik özelliklerin yanı sıra fiziko-mekanik özelliklerin de bilinmesi gerekmektedir. Bu çalışmada ebegümeci bitkisinin farklı hasat zamanlarında biyolojik özellikleri, sap ve yaprak boyutu, ağırlık, geometrik çap, izdüşüm alanı gibi fiziksel özellikleri ve ebegümeci bitkisinin yaprağının daldan kopma kuvveti ve bitkinin kesilmesi için gereken kuvvet gibi mekanik özellikleri Anahtar kelimeler: Ebegümeci, Diyarbakır, Determinationof Some Physico-MechanicalPropertiesof TheHibiscusPlant ABSTRACT Hibiscusroot,leaves and flowers have been used in different cultures as a food sourceis used for the treatment of various disordersin history. Although number of studies conducted about the benefits of hibiscus is too few, some studies conducted have the result that it could be used as an anti-inflammatory for the respiratory tract, digestive system and skin. Process that most of the needs of the labor in studies related to hibiscus production is harvest in Turkey. In addition, it forms 30-60% 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 mechanical harvesting and systems.moreover, leaves and stems cutting losses has been reduce the yield and quality of the product for the harvest of hibiscus.the biological properties of the product have to be knownto increase the efficiency as well as the physico-mechanical properties by minimizing damage of the leaves and the cost. In this study, the biological properties of the hibiscus plant in different harvest time is determined such as stem and leaf size,weight, geometric diameter,projection area and determined the mechanical properties such as the picking force of the leaf of the hibiscus plant and the force required to cut the plant. Keywords:Hibiscus, Diyarbakır,

2 GİRİŞ Ebegümecigiller familyasında yer alan aynı cinsten 1500 kadar tür bitkinin genel adı ebegümecidir. İki ya da çok yıllık otsu bitkilerdir. Ülkemizde 8 ebegümeci türü yetişmektedir. Bunlardan en önemlisi büyük ebegümeci (M. sylvestris) türüdür (Şekil 1) cm arasında boylanabilen bu türün yaprakları yuvarlakbiçimli, kenarları dişli, uzun saplı, tüylü, almaşık dizili, 3-7 parçalı ve palmiye gibi damarlıdır. Yaz boyu ve sonbahar başlarında açan pembe renkli, eflatuni çizgili çiçekleri, yaprakların koltuklarından çıkar. Meyveleri 10 parçaya bölünen, olgunlaştığında açılmayan kuru tohumlar halindedir. Bitki döktüğü tohumlarıyla çoğalır. depolama ve öğütme makinelerinin tasarımında kullanılan temel parametrelerdir. Ebegümeci hasadı esnasında oluşan kayıpları, maliyeti ve verim kayıplarını azaltmaya yönelik çalışmaların yapılması gerekmektedir.makineli ebegümeci hasadı için ürün kaybını ve yaprak zedelenmesini en aza indirmek için ürüne ait biyolojik özelliklerin yanı sıra fiziko-mekanik özelliklerin de bilinmesi gerekmektedir. Biyolojik malzemelerin mekanik özellikleri ürüne ait dayanım parametrelerini içermektedir. Bu özellikler ürüne ait kuvvet deformasyon eğrisinin analiz edilerek değerlendirilmesi ile belirlenmektedir (Şekil 2). Kuvvet, N İş Deformasyon, mm Şekil 1: Ebegümeci (M. Sylvestris) Ebegümecinin (Şekil1) yapraklan büyük çiçekleri olan bir bitkidir. Çeşitli hastalık tedavisinde kullanılmaktadır. Ebegümeci protein ve C vitaminince zengindir. İçeriğindekimalvin ve malvidin dolayısı ile diş etleri için plak önleyici ve ağızdaki bakterilere karşı mükemmel bir prooksidan özelliğe sahiptir. Ağız gargaraları, faranjit ve kronikleşmiş bademcik iltihaplanmasına iyi gelir. Bileşiminde % müshil yapıcı maddeler olduğundan yumuşaklık verir.taze yapraklarından hazırlanan lapası çıban ve yaraların ağrısını dindirmede kullanılır.akciğerlerde balgam toplanmasında, öksürük ve bronşitte, ses kısıklıklarında, anfizemdefaydalıdır.göz kuruluğu çekenlerde çayı ile pansuman iyi gelir. Hasat ve hasat sonrası ürün işlemede biyolojik materyalin fiziko-mekanik özeliklerinin bilinmesi oldukça önemlidir. Bu özellikler hasat, taşıma, Şekil 2. Biyolojik malzemeler için kuvvetdeformasyon eğrisi (x; Biyolojik akma noktası, y; Maksimum kuvvet z; Kopma noktası) (Sitkei 1986). Bu çalışmada ebegümeci bitkisinin 3 farklı hasat zamanlarında biyolojik özellikleri,sap ve yaprak boyutu, ağırlık,geometrik çap, izdüşümalanı gibi fiziksel özellikleri ve ebegümeci bitkisinin yaprağının daldan kopma kuvveti ve bitkinin kesilmesi için gereken kuvvet gibi mekanik özellikleri MATERYAL VE YÖNTEM Ebegümeci bitkisi olgunlaşma zamanı hasat edilmektedir. Denemelerde kullanılmak üzere 3 farklı hasat zamanında hasat edilen ürünlerin ilk hasat zamanında (H1)nem düzeyi %84-86 arası değişmektedir. Bir hafta arayla hasat edilen ürünlerin hasat zamanları sırasıyla %74-78 (H2) ve %62-64 (H3)olarak

3 Farklı hasat zamanlarında dalları ile birlikte hasat edilen ebegümeci, uzunluk, genişlik, kalınlık, geometrik çap, ağırlık, izdüşüm alanı gibi fiziksel özellikleri Uzunluk, genişlik, kalınlık boyut değerleri Şekil 3 de gösterilen yönlerde, 0.01 mm hassasiyetli dijital kumpas yardımıyla ölçülmüştür. Ebegümeci bitkisinin ağırlık değerlerinin ölçülmesinde 0.01 g hassasiyetli hassas terazi kullanılmıştır. yardımıyla yaprak sap ekseni doğrultusunda çekme testi uygulanarak Z X Y W T Şekil 3.Genişlik (mm), T: Kalınlık (mm), L: Uzunluk (mm), Ebegümeci izdüşüm alanı, dijital fotoğraf makinası ile resimleri çekildikten sonra, globalimage programı yardımıyla belirlenmiştir (Şekil 4). L Şekil5. Ebegümeci bitkisinin yaprağının koparılması Ebegümeci nin mekanik özellikleri de çekme basma yönünde çalışan biyolojik malzeme test cihazı kullanılarak Cihaza, örneğin konulduğu bir platform eklenerek çenepropları yardımıyla denemeler yapılmıştır (Şekil 6). Veri işleme ünitesi Sürücü ünite Yük hücresi Çene Bitki tutucu aparat Şekil 4. İzdüşüm alanların belirlenmesi için kullanılan programın görünümü. Ebegümeci bitkisinin saptan kopma kuvveti yaprağın bulunduğu dal sapını tutacak şekilde tasarlanan çeneler yardımı ile yaprak 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 ile yaprağın saptan ayırmak için gereken kuvvetlerde yaprakların boyutsal özelliklerine uygun olarak hazırlanmış bir aparat Şekil 6. kopma kuvvetinin belirlenmesinde kullanılan sistem. ARAŞTIRMA BULGULARI TARTIŞMA VE SONUÇ Farklı hasat zamanlarında hasat edilen ebegümeci bitkilerinin bazı fiziksel özellikleri Tablo 1 de verilmiştir. Hasat edilen ebegümeci bitkilerininortalama yaprak uzunluk değerleri ve27.37 mm, yaprakgenişlik değerleri ve

4 46.40 mm, yaprak kalınlık değerleri 0.79 ve 1.83 mm, bitki boyu değerleri ve mm, sap/yaprak oranı değerleri 0.61 ve 1.95 mm, yaprak ağırlık değeri 0.12 ve 0.37 gram, sap ağırlık değeri 0.10 ve 0.35 mm arasında değişmektedir. Ortalama izdüşüm alanları ise 8.35 mm 2 ile mm 2 arasında değişmektedir. Tablo 1. Farklı hasat zamanlarında ebegümecinin fiziko-mekanik özellikleri. Uzunluk(mm) Genişlik(mm) Kalınlık(mm) Bitki Boyu(mm) Sap/ Oranı Ağırlık(g) Sap Ağırlık(g) Tablo 2. Ebegümeci bitkisinin farklı hasat zamanlarına göre bitkinin kopma mekanik özellikleri Yük (N) gerilme (MPa) uzama (mm) Maksimum yüke kadar olan enerji (J) 4,84 5,27 5,99 0,53 0,58 0,66 7,62 11,98 11,71 0,02 0,03 0,03 Kopmadaki yük (N) 1,71 0,82 1,38 Kopmadaki gerilme (MPa) Kopmadaki Uzama (mm) Kopmaya kadar olan enerji (J) 0,19 0,09 0,15 9,75 13,69 12,95 0,04 0,04 0,04 Akma Kuvveti (N) ,71 1,03 Farklı hasat zamanlarında hasat edilen ebegümeci bitkisinin dalından yaprağın kopması ile ilgili bazı mekanik özellikleri Tablo 2 de verilmiştir. Araştırma sonucunda; ebegümeci bitkisinin dalından yaprağın ayrılması ile ilgili yapılan denemelerde maksimum yükteki yük değerleri 1. hasat zamanında ortalama 4.84 N, 2. hasat zamanında ortalama5.27n ve 3. hasat zamanında ortalama 5.99 N olarak Hasat zamanlarına bağlı olarak en yüksek 1. hasat zamanında, en düşük ise 3. hasat zamanında görülmüştür. Farklı hasat zamanlarında ki maksimum yükteki gerilme ortalama değerleri 1.hasat zamanı 0.53 N, 2.hasat zamanı ortalama değeri 0.58 N ve 3.hasat zamanı ortalama değeri 0.66 N olarak En yüksek maksimum yükteki gerilme değeri 3.hasat zamanıdır. Maksimum yükteki uzama ortalama değerleri 1.hasat zamanı 7.62 N, 2.hasat zamanı ortalama değeri N ve 3.hasat zamanı ortalama değeri N olarak En yüksek ortalama değer 2.hasat zamanı olarak Maksimum yüke kadar olan enerji ebegümecinin farklı hasat zamanlarında ki ortalama değerleri 2.ve 3.hasat zamanlarında aynı olarak Farklı hasat zamanlarına göre ortalama değerleri 1.hasat zamanı değeri 0.02 J, 2.ve 3. Hasat zamanı değeri 0.03 J olarak Kopma anında yük değerleri 1.hasat zamanı ortalama değeri 1.71 N, 2.hasat zamanı ortalama değeri 0.82 N ve 3.hasat zamanı ortalama değeri 1.38 N olarak En yüksek kopma anında yük 1.hasat zamanı olarak belirlendi. Kopmadaki gerilme değerleri 1.hasat zamanı 0.19 Mpa, 2.hasat zamanı ortalama değeri 0.09Mpave 3.hasat zamanı 0.15Mpa olarak En yüksek değer 1.hasat zamanında Kopmadaki anında ki uzama değerleri 1.hasat zamanı ortalama değeri 9.75 mm, 2.hasat zamanı ortalama değeri mm ve3.hasat zamanı ortalama değeri mm olarak Ebegümeci bitkisinin daldan yaprağın kopma anında ki kopmaya kadar olan enerji ortalama değerleri üç farklı hasat zamanında da aynı değer 0.04 J Akma kuvveti değerleri, üç farklı hasat zamanında yapılan denemelerde her bir ebegümeci bitkisi için elde edilen maksimum kuvvet değerlerine bağlı olarak değişmiştir. Buna göre en yüksek

5 ortalama akma kuvveti değerleri 1.hasat zamanı ortalama değeri 0.78 N, 2.hasat zamanı ortalama değeri N 9.71ve 3.hasat zamanı ortalama değeri 1.03 N olarak bulunmuştur. Farklı hasat zamanlarında hasat edilen ebegümeci bitkisinin kesme işlemi ilgili bazı mekanik özellikleri Tablo 3 te verilmiştir. Tablo 3. Ebegümeci bitkisinin farklı hasat zamanlarına göre bitkinin kesme mekanik özellikleri. Yük (N) gerilme (MPa) uzama (mm) Maksimum yüke kadar olan enerji(j) Araştırma sonucunda; maksimum yükteki yük değerleri Ardıç bitkisi için 1. hasat zamanında ortalama 4.33 N, 2. hasat zamanında ortalama 5.44 N ve 3. hasat zamanında ortalama 6.86N olarak Maksimum yükteki gerilme ortalama değerleri üç farklı hasat zamanına göre 1.hasat zamanı ortalama değeri 0.48 Mpa, 2.hasat zamanına göre ortalama değeri 0.69 Mpa ve 3.hasat zamanına göre 0.76 Mpa olarak En yüksek maksimum yükteki gerilme değeri 3.hasat zamanı olarak Maksimum yükteki uzama ardıç bitkisi için 1. hasat zamanı ortalama değeri mm, 2.hasat zamanı ortalama değeri mm ve 3.hasat zaman ortalama değeri ise mm olarak Maksimum yüke kadar olan enerji farklı hasat zamanına göre 1.hasat zamanı ortalama değeri 0.01 J, 2.hasat zamanı ortalama değeri 0.02 J ve 3.hasat zamanı ortalama değeri 0.02 J olarak Ebegümecideneme sonuçlarına göre ebegümeci bitkisinin yaprağın daldan ayrılması ile ilgili mekanik özellikleri hasat zamanlarına bağlı olarak değişmektedir. Ebegümeci bitkisiiçin 1.hasat zamanında yapılan hasadın yaprağın daldan ayrılmasına bağlı olan mekanik özellikleri diğer hasatzamanlarında yapılan hasada göre daha iyi durumda olduğu görülmektedir. Araştırma sonuçlarına göre; ebegümeci bitkisinin kesme kuvvetiile ilgili yapılan denemelerde maksimum kuvvet, maksimum gerilme, maksimum uzama, maksimum enerji değerleri bulunmuştur. Bu sonuçlara göre ebegümeci bitkisinin dal kesme kuvveti ile ilgili mekanik özellikleri hasat zamanlarına bağlı olarak değişmektedir. Ebegümeci bitkisiiçin 1. hasat zamanında yapılan hasadın sapın daldan ayrılmasına bağlı olan mekanik özellikleri diğer hasatzamanlarında yapılan hasada göre daha iyi durumda olduğu görülmektedir. LİTERATÜR LİSTESİ Sitkei, G., Mechanics of agriculturalmaterials. AkademiaiKiado, 487 p.,budapest, Hungary.