Melisa Bitkisinin Hasat Parametrelerinin Belirlenmesi CİHANNUR CİHANALP a, FERAY KESKİN a, RECEPKÜLCÜ a, DENIZ YILMAZ a a Süleyman Demirel Üniversitesi, Ziraat Fakültesi, Tarım Makineleri ve Teknolojileri Mühendisliği Bölümü, 32260,Çünür, Isparta, Turkiye E-mail: nurcihanalp@hotmail.com ÖZET Türkiye de melisa üretimi ile ilgili yapılan çalışmalarda işgücü ihtiyacının en fazla olduğu işlemin hasat olduğu Ayrıca toplam üretim maliyetinin %40-50 sini hasat oluşturmaktadır. Hasat işlemi üretim maliyetini belirleyici en önemli faktör olarak öne çıkmıştır.bu yüzden melisa bitkisinin mekanik hasat çalışmalarında ve sistemlerinde kullanılmak üzere temel araştırmaların yapılması gerekmektedir. Melisa bitkisinin hasadında bitkinin yaprak ve sap kayıpları ürün verimini ve kalitesini düşürmektedir. Makineli melisa 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 çalışmadamelisa bitkisinin farklı hasat zamanlarında biyolojik özellikleri, uzunluk, genişlik, kalınlık, projeksiyon alan gibi fiziksel özellikleri ve melisa bitkisinin yaprağının daldan kopma kuvveti ve bitkinin kesilmesi için gereken kuvvet gibi mekanik özellikleri Anahtar kelimeler:fiziko-mekanik özellikler, Melisa, Tarımsal Mekanizasyon DETERMINATION OF SOME MECHANICAL PROPERTIES OF PHYSICAL PLANT MELİSSA ABSTRACT Process that most of the needs of the labor in studies related to melissa 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 melissa mechanical harvest and systems. Leaves and stems cutting losses has been reduce the yield and quality of the product in the harvest of melissa. The biological properties of the product have to be knownas well as the physicomechanical properties to increase the efficiency by minimizing damage of the leaves and the cost for mechanical harvesting of melissa. In this study, the biological properties of the melissa plants in 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 melissa plant and the force required to cut the plant is determined. Keywords: Physico-Mechanical Properties, Melissa, Agricultural Mechanization
GİRİŞ Melisa bitkisi (Melissa officinalis L) Lamiaceae familyasına ait çok yıllık otsu bir bitki olarak bilinir. Orta Çağ, hatta daha önceki dönemlere kadar giden bir geçmişe sahiptir. En eski kullanım alanı böcek ısırıklarına karşı kullanıldığı bilinmektedir. Yabani olarak güney Avrupa ve Akdeniz e kıyısı olan ülkelerde yetişen melisa limona benzer hafif bir kokuya sahiptir ve yaz aylarının sonuna doğru küçük beyaz çiçekler açar. Dik veya yarı yatık bir gelişme formuna sahip olan bitki, 40-80 cm arasında boylanmaktadır. Ayrıca bitki, yeşil, kalp şeklinde, kenarları dişli ve üzeri hafif tüylü yapıda yapraklara sahip olup, alt yapraklar üsttekilere göre daha büyüktür. Bitkinin sap ucunda kümeler halinde bulunan çiçekler hermafrodit yapıda olup, renkleri mavimsi beyazdan sarımsı beyaza kadar değişmektedir (Ceylan 1987). Bilinen diğer adları; nane balsamı, mavi balsam, bal bitkisi, oğulotu ve tatlı balsamdır. Melisanın genel kullanımı kurutulmuş yapraklardan hazırlanan çaydır ancak kapsül, krem ve yağ formlarında bulunabilir. Tıbbi olarak melisa (Şekil1); yatıştırıcı, midevi, gaz söktürücü, terletici, antibakteriyal, antivirütik ve antifungal etkilere sahiptir. Ayrıca, ekstraklarının çeşitli dozlarının Alzheimer hastaları üzerinde olumlu etkilerinin bulunduğu kaydedilmiştir (Baytop 1984, Akhondzadeh vd. 2003). Şekil1.Melisa bitkisi (Melissaofficinalis) MATERYAL VE YÖNTEM Bu çalışmada melisa bitkisi (Melissaofficinalis) sin yaprak kopma ve dal kesme denemeleri yapılmıştır.denemelerde kullanılmak üzere 3 farklı hasat zamanında hasat edilen ürünlerin ilk hasat zamanı (H1), bir hafta arayla hasat edilen ürünlerin Z hasat zamanları sırasıyla (H2) ve (H3) olarak Farklı hasat zamanlarında dalları ile birlikte hasat edilen melisa bitkisinin, yaprak uzunluk, yaprak X genişlik, yaprak ağırlığı, sap çapı, bitki boyu, sap/yaprak oranı, yaprak sapı çapı, sap ağırlığı gibi fiziksel özellikleri Uzunluk, genişlik, Y W T kalınlık boyut değerleri Şekil 2 de gösterilen yönlerde, 0.01 mm hassasiyetli dijital kumpas L yardımıyla ölçülmüştür. Yaprağın ağırlık değerlerinin ölçülmesinde 0.01 g hassasiyetli hassas terazi kullanılmıştır.
Şekil 2. Biyolojik malzemelerde boyut özellikleri W: Genişlik (mm), T: Kalınlık (mm), L: Uzunluk (mm) Melisa yaprağının izdüşüm alanı, dijital fotoğraf makinası ile resimleri çekildikten sonra, globalimage programı yardımıyla belirlenmiştir (Şekil 3). Şekil 5.Yaprağın saptan koparılması Veri işleme ünitesi Şekil 3.İzdüşüm alanların belirlenmesi için kullanılan programdan bir görüntü. Kopma kuvveti yaprağın bulunduğu sapı ve yaprak 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 4). Ayrıca cihaz ile yaprağın sapından ayırmak için gereken kuvvetler Sürücü ünite Yük hücresi Çene Bitki tutucu aparat Cihaz, örneklerin tutulmasını sağlayan çeneler, hareketli parça, hareketi sağlayan ünite ve veri işleme ünitesinden oluşmaktadır(şekil 5). Denemeler sırasında materyallerin bağlandığı çenelerin çekme 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. Melisa yapraklarının mekanik özellikleri de çekme basma yönünde çalışan biyolojik malzeme test cihazı kullanılarak Cihaza, örneğin konulduğu bir platform eklenerek bıçaklıprop yardımıyla denemeler yapılmıştır (Şekil 6). Denemeler sırasında bıçak hareketli parçaya bağlanarak 180 mm/dakika basma hızında materyalin yatay (genişlik yönünde) yüzeylerine kuvvet uygulanmıştır (Şekil 7). de yaprağın boyutsal özelliklerine uygun olarak tutucu çeneler yardımıyla yaprak sap ekseni doğrultusunda çekme testi uygulanarak Şekil 4.Yaprak kopma kuvvetlerinin belirlenmesi için kullanılan sistem.
Şekil 7. Melisa bitkisinin kesme kuvvetinin belirlenmesi. Denemeler esnasında yük hücresinden elde edilen değerler ileuygun bir yazılım aracılığıyla kuvvetdeformasyon eğrisi oluşturulmuştur. Yine yazılım programı eğri üzerinde bulunan noktalardaki ürünlere ait mekanik özellikleri bir veri dosyası halinde kaydetmektedir. ARAŞTIRMA BULGULARI TARTIŞMA VE SONUÇ Farklı hasat zamanlarında melisa bitkisinin bazı fiziksel özellikleri Tablo 1 de verilmiştir. Farklı hasat zamanlarında hasat edilen melisa bitkisinin ortalama yaprak uzunluğu değerleri 28.76ile 40.02mm, yaprak genişliği değerleri 17.54 ve 30.37 mm, yaprak ağırlığı değerleri 0.04 ve 0.21 gram, yaprak kalınlığı değerleri 0.42 ve 1.10mm, sap çapı değerleri 1.21 ve 2.63 mm, bitki boyu değerleri 18.7ve 24.10 mm,yaprak sapı çapı değerleri 0.92 ve 0.49 mm, sap ağırlığı değerleri 0.56 ve 1.44 gram değerleriarasında değişmektedir. Ortalama izdüşüm alanları ise 2.47 mm 2 ile 5.04 mm 2 arasında değişmektedir. Tablo 1. Melisa bitkisinin farklı hasat zamanlarına göre fiziksel özellikleri MELİSSA H1 H2 H3 Yaprak Uzunluğu(mm) 40.02 29.36 28.76 Yaprak Genişliği(mm) 30.37 21.02 17.54 Yaprak Ağırlığı(g) 0.21 0.07 0.04 Yaprak Kalınlığı(mm) 0.42 0.61 1.10 Sap Çapı(mm) 2.63 1.21 1.21 Bitki Boyu(m) 24.10 18.71 21.48 Yaprak Sapı Çapı(mm) 0.92 0.49 0.50 Sap Ağırlığı(g) 1.44 0.09 0.56 İzdüşüm alanı(mm) 3.48 5.04 2.47 Farklı hasat zamanlarında hasat edilen Melisa bitkisinin yaprak kopma kuvveti ile ilgili bazı mekanik özellikleri Tablo 2 de verilmiştir. Tablo 2. Melisa bitkisinin farklı hasat zamanlarına göre yaprak kopma ve dal kesme mekanik özellikleri. Yaprak Kopma Kuvveti Melisa Dal Kesme Kuvveti H1 H2 H3 H1 H2 H3 Maksimum Yükteki Yük (N) 3,82 3,64 4,02 8,14 6,59 7,92 Maksimum Yükteki gerilme (MPa) 0,42 0,40 0,44 0,91 2,05 1,28 Maksimum Yükteki uzama (mm) 6,51 7,98 8,64 46,74 38,53 45,45 Maksimum yüke kadar olan enerji (J) 0,01 0,01 0,01 0,04 0,05 0,07 Kopmadaki yük (N) 1,88 0,12 0,56 5,15 3,43 6,30 Kopmadaki gerilme (MPa) 0,20 0,01 0,06 0,58 1,36 0,70 Kopmadaki Uzama (mm) 7,58 9,77 9,58 48,42 40,98 47,50 Kopmaya kadar olan enerji (J) 0,03 0,02 0,02 0,04 0,04 0,09 AkmaKuvveti(N) 0,34 0,32 0,36 6,50 5,13 6,57 Araştırma sonucunda; melisa bitkisinin yaprak kopma değerleri ile ilgili yapılan denemelerde maksimum yükteki yük değerleri 1. hasat zamanında ortalama 3,82 N, 2. hasat zamanında ortalama 3,64 N, 3. hasat zamanında ortalama 4,02 olarak belirlenmişti. Ayrıca her hasat zamanının maksimum yükteki yük değerleri hasat zamanlarına bağlı olarak en yüksek 3. hasat zamanında, en düşük ise 2. hasat zamanında görülmüştür.
Maksimum yükteki gerilme değerleri 1. hasat zamanında ortalama değeri 0,42Mpa, 2. hasat zamanı ortalama değeri 0.40Mpa, 3. hasat zamanı ortalama değeri 0.44 Mpa olarak Ayrıca her hasat zamanının maksimum yükteki gerilme değerleri hasat zamanlarına bağlı olarak en yüksek 3. hasat zamanında, en düşük ise 1. hasat zamanında görülmüştür. Maksimum Yükteki uzama (mm) değerleri en yüksek 3. Hasat zamanında çıkmıştır. Ortalama değerleri ise 1. Hasat zamanında ortalama değeri 6,51 N, 2. Hasat zamanında ortalama değeri 7,98 N, 3. Hasat zamanında ortalama değeri 8,64 N olarak Maksimum yüke kadar olan enerji ortalama değeri üç hasat zamanında da aynı 3 hasat zamanı ortalama değeri ise 0,01 N dur. Kopmadaki yük ortalama değerleri; melisa bitkisinde 1, 2 ve 3. hasat zamanlarında sırasıyla 1,88 N, 0,12 N, 0,56N olarak Ancak 1. Hasat zamanı kopmadaki kuvveti ortalama değerleri yüksek çıkmıştır. Kopma anında ki gerilme en yüksek 1. Hasat zamanı ortalama değeridir. Melisa bitkisi kopma anındaki üç hasatta ki ortalama değerleri sırasıyla 0.20MPa, 0.013MPa ve 0.06 MPa olarak En yüksek kopma anında ki ortalama değeri 1. Hasat zamanı olarak Kopmadaki uzama ortalama değerleri 1.hasat zamanı ortalama değeri7.58 mm, 2.hasat zamanında ortalama değeri 9.77, 3.hasat zamanı ortalama değeri ise 9.58 mm olarak En yüksek kopmadaki uzama ortalama değeri 3.hasat zamanı olarak Kopmaya kadar olan enerji (J) ortalama değerleri 2. ve 3. Hasat zamanlarında aynı çıkmıştır. Melisa bitkisi üç hasat zamanı ortalama değerleri sırası ile 0.03 J 2. Ve 3. Hasat zamanları ortalama değeri 0.02 J olarak Akma kuvveti değerleri, üç farklı hasat zamanında yapılan denemelerde her bir melisa bitkisi için elde edilen maksimum kuvvet değerlerine bağlı olarak değişmiştir. Buna göre en yüksek ortalama akma kuvveti değerleri 1. Hasat zamanında 0.34 N, 2.hasat zamanı ortalama değeri 0.32 N, 3.hasat zamanı ortalama değeri 0.36 N olarak En yüksek ortalama değeri 3.hasat zamanıdır. Bu sonuçlara göre melisa bitkisinin sapından yaprağın ayrılması ile ilgili mekanik özellikleri hasat zamanlarına bağlı olarak değişmektedir. Melisa bitkisi için 2. hasat zamanında yapılan hasadın sapından yaprağın ayrılmasına bağlı olan mekanik özellikleri diğer hasatzamanlarında yapılan hasada göre daha iyi durumda olduğu görülmektedir. Araştırma sonucunda; melisa bitkisinin kesme kuvveti ile ilgili yapılan denemelerde maksimum yükteki yük değerleri 1. hasat zamanında ortalama 8.14 N, 2. hasat zamanında ortalama 6.59 N ve 3. hasat zamanında 7.91 N ortalama olarak Melisa bitkisinin maksimum yükteki ortalama en yüksek değeri 1.hasat zamanında, en düşük hasat değeri 2.hasat zamanı olarak Maksimum Yükteki gerilme (MPa)değerleri, 2. hasat zamanında daha yüksek çıkmıştır. Ortalama kopma kuvveti değerleri 1, 2, 3 ve 4. hasat zamanlarında sırasıyla 2.16 1.71, 1.56 ve 1.02 olarak Maksimum yükteki uzama (mm) ortalama değerleri üç hasat zamanına göre sırasıyla 46.74 mm, 38.5mm, 45.45 mm olarak belirlenmiş. Ortalama değeri en yüksek 1. Hasat zamanıdır. Maksimum yüke kadar olan enerji (J) 1.hasat zamanının ortalama değeri 0.04 J, 2.hasat zamanı ortalama değeri 0.05 J, 3.hasat zamanı ortalama değeri 0.07 J olarak En yüksek ortalama değer 3.hasat zamanında en düşük değer ise 1.hasat zamanı olarak Kopmadaki yük (N) 1.hasat zamanı ortalama değeri 5.15 N, 2.hasat zamanı ortalama değeri 3.43 N, 3.hasat zamanı ortalama değeri 6.30 N olarak En yüksek ortalama değer 3.hasat zamanıdır. Kopma anındaki gerilme değerleri 2. hasat zamanında daha yüksektir. Bu değerler melisa bitkisi için üç hasat zamanı için sırasıyla 0.58MPa, 1,36 MPa ve 0.70 MPaolarak Kopmadaki uzama (mm) değerleri üç hasat zamanına göre sırayla 48.42 mm, 40.98 mm, 47.50 mm olarak En yüksek değer 1.hasat zamanı olarak Kopmaya kadar olan enerji (J) 1.ve 2.hasat zamanları ortalama değerleri aynıdır. 1.ve 2. hasat zamanı ortalama değeri 0.04 J ve 3.hasat zamanı ortamla değeri 0.09 J olarak Akma kuvveti değerleri, üç farklı hasat zamanında yapılan denemelerde her bir melisa bitkisinde elde
edilen maksimum kuvvet değerlerine bağlı olarak değişmiştir. Buna göre en yüksek ortalama akma kuvveti 3.hasat zamanı olarak Akma kuvveti değerleri 1.hasat zamanı 6.50 N, 2.hasat zamanı 5.13 ve 3.hasat zamanı 6.57 N olarak Deneme sonuçlarına göre; melisa bitkisinin dalının kesilmesi ile ilgili mekanik özellikleri hasat zamanlarına bağlı olarak değişmektedir. Melisa bitkisi için 2. hasat zamanında yapılan hasadın dalın kesilmesine bağlı olan mekanik özellikleri diğer hasatzamanlarında yapılan hasada göre daha iyi durumda olduğu görülmektedir. LİTERATÜR LİSTESİ Akondzdeh, S., Nooroonzıan, M., Mohammadı, M., Ohadınıa, S., Jamshıdı, A. H. and Khanı, M. 2003. Melissa officinalis Extract in the Treatment of Patient With Mild to Moderate Alzheimer s Disease: a Double Blind, Randomised, Placebo Controlled Trial. Food Prot. 2003 April, 66(4):625-32. Baytop, T. 1984. Türkiye de Bitkilerle Tedavi. İstanbul Üniversitesi. Yayın No: 3255, Eczacılık Fakültesi No: 40, İstanbul. Ceylan, A. 1987. Tıbbi Bitkiler II (Uçucu Yağ İçerenler). Ege Üniv. Ziraat Fak. Yayınları No:481, İzmir Sitkei, G., 1986. Mechanicsof agriculturalmaterials. AkademiaiKiado, 487 p.,budapest, Hungary.