Consultant expert, Dr. Mohamed Taha Experimental studies and modelling of innovative peeling processes for tough-skinned vegetables
On Sale
$0.00
$6.99
Consultant expert, Dr. Mohamed Taha
Experimental studies and modelling
of innovative peeling processes for
tough-skinned vegetables
M.Sc. Mechanics of Agricultural Machinery
B.Sc. Agricultural Machinery
Thesis submitted as a requirement for the degree of
Doctor of Philosophy
School of Engineering Systems
Faculty of Built Environment and Engineering
Queensland University of Technology
iii
Keywords
peeling, mechanical peeling, abrasive peeling, mechanical properties, tough-skinned
vegetables, model, mathematical model, peeling rate, peeling efficiency, peel losses,
pumpkin, melon
iv
Abstract:
Tough-skinned vegetables such as pumpkin and melon currently are peeled either
semi-automatically or automatically. The main limitation of both methods, especially
for varieties with an uneven surface, is high peeling losses.
Improvement of current mechanical peeling methods and development of new
mechanical methods for tough-skinned vegetables which are close to the “ideal”
peeling conditions using mechanical properties of the product were the main
objectives of this research.
This research has developed four innovative mechanical peeling methods on the basis
of the mechanical properties of tough-skinned vegetables. For the first time, an
abrasive-cutter brush has been introduced as the best peeling method of tough-skinned
vegetables. This device simultaneously applies abrasive and cutting forces to remove
the peel. The same peeling efficiency at concave and convex areas in addition to high
productivity are the main advantages of the developed method. The developed peeling
method is environmentally friendly, as it minimises water consumption and peeling
wastes.
The peeling process using this method has been simulated in a mathematical model
and the significant influencing parameters have been determined. The parameters are
related to either the product or peeler. Those parameters appeared as the coefficients
of a linear regression model. The coefficients have been determined for Jap and
Jarrahdale as two varieties of pumpkin. The mathematical model has been verified by
experimental results.
The successful implementation of this research has provided essential information for
the design and manufacture of a commercial peeler for tough-skinned vegetables. It is
anticipated that the abrasive-cutting method and the mathematical model will be put
into practical use in the food processing industry, enabling peeling of tough-skinned
v
vegetables to be optimised and potentially saving the food industry millions of dollars
in tough-skinned vegetable peeling processes.
الخبير الاستشاري الدكتور محمد طه
الدراسات التجريبية والنمذجة
من عمليات التقشير المبتكرة ل
الخضار ذات القشرة القاسية
ماجستير ميكانيكا الآلات الزراعية
بكالوريوس. الآلات الزراعية
الأطروحة المقدمة كشرط لدرجة
دكتور فى الفلسفة
كلية هندسة النظم
كلية البيئة المبنية والهندسة
جامعة كوينزلاند للتكنولوجيا
ثالثا
الكلمات الدالة
تقشير ، تقشير ميكانيكي ، تقشير جلخ ، خواص ميكانيكية ، بشرة قاسية
خضروات ، نموذج ، نموذج رياضي ، معدل تقشير ، كفاءة تقشير ، خسائر قشر ،
اليقطين والبطيخ
رابعا
الملخص:
كما يتم حاليًا تقشير الخضروات ذات القشرة القاسية مثل اليقطين والبطيخ
شبه آلي أو آلي. القيد الرئيسي لكلتا الطريقتين ، على وجه الخصوص
بالنسبة للأصناف ذات السطح غير المستوي ، فإن خسائر تقشير عالية.
تحسين طرق التقشير الميكانيكي الحالية وتطوير طرق جديدة
الطرق الميكانيكية للخضروات ذات القشرة القاسية والتي تكون قريبة من "المثالية"
كانت ظروف التقشير باستخدام الخواص الميكانيكية للمنتج هي الأساس
أهداف هذا البحث.
طور هذا البحث أربع طرق تقشير ميكانيكية مبتكرة على أساس
من الخواص الميكانيكية للخضروات ذات القشرة القاسية. لأول مرة ، تم إصدار ملف
تم تقديم فرشاة القاطع الكاشطة كأفضل طريقة تقشير للبشرة القاسية
خضروات. يستخدم هذا الجهاز في نفس الوقت قوى الكشط والقطع للإزالة
القشر. نفس كفاءة التقشير في المناطق المقعرة والمحدبة بالإضافة إلى عالية
الإنتاجية هي المزايا الرئيسية للطريقة المطورة. التقشير المتطور
تعتبر الطريقة صديقة للبيئة ، حيث تقلل من استهلاك المياه وتقشيرها
النفايات.
تمت محاكاة عملية التقشير باستخدام هذه الطريقة في نموذج رياضي
وقد تم تحديد العوامل المؤثرة الهامة. المعلمات
المتعلقة بالمنتج أو مقشرة. ظهرت هذه المعلمات كمعامِلات
لنموذج الانحدار الخطي. تم تحديد معاملات Jap و
Jarrahdale كنوعين من اليقطين. تم التحقق من النموذج الرياضي بواسطة
نتائج تجريبية.
قدم التنفيذ الناجح لهذا البحث معلومات أساسية لـ
تصميم وتصنيع مقشرة تجارية للخضروات ذات القشرة القاسية. أنه
من المتوقع أن يتم وضع طريقة القطع الكاشطة والنموذج الرياضي
في الاستخدام العملي في صناعة تجهيز الأغذية ، مما يتيح تقشير البشرة القاسية
الخامس
يجب تحسين الخضروات التي من المحتمل أن توفر لصناعة الأغذية ملايين الدولارات
في عمليات تقشير الخضار ذات القشرة القاسية.
Experimental studies and modelling
of innovative peeling processes for
tough-skinned vegetables
M.Sc. Mechanics of Agricultural Machinery
B.Sc. Agricultural Machinery
Thesis submitted as a requirement for the degree of
Doctor of Philosophy
School of Engineering Systems
Faculty of Built Environment and Engineering
Queensland University of Technology
iii
Keywords
peeling, mechanical peeling, abrasive peeling, mechanical properties, tough-skinned
vegetables, model, mathematical model, peeling rate, peeling efficiency, peel losses,
pumpkin, melon
iv
Abstract:
Tough-skinned vegetables such as pumpkin and melon currently are peeled either
semi-automatically or automatically. The main limitation of both methods, especially
for varieties with an uneven surface, is high peeling losses.
Improvement of current mechanical peeling methods and development of new
mechanical methods for tough-skinned vegetables which are close to the “ideal”
peeling conditions using mechanical properties of the product were the main
objectives of this research.
This research has developed four innovative mechanical peeling methods on the basis
of the mechanical properties of tough-skinned vegetables. For the first time, an
abrasive-cutter brush has been introduced as the best peeling method of tough-skinned
vegetables. This device simultaneously applies abrasive and cutting forces to remove
the peel. The same peeling efficiency at concave and convex areas in addition to high
productivity are the main advantages of the developed method. The developed peeling
method is environmentally friendly, as it minimises water consumption and peeling
wastes.
The peeling process using this method has been simulated in a mathematical model
and the significant influencing parameters have been determined. The parameters are
related to either the product or peeler. Those parameters appeared as the coefficients
of a linear regression model. The coefficients have been determined for Jap and
Jarrahdale as two varieties of pumpkin. The mathematical model has been verified by
experimental results.
The successful implementation of this research has provided essential information for
the design and manufacture of a commercial peeler for tough-skinned vegetables. It is
anticipated that the abrasive-cutting method and the mathematical model will be put
into practical use in the food processing industry, enabling peeling of tough-skinned
v
vegetables to be optimised and potentially saving the food industry millions of dollars
in tough-skinned vegetable peeling processes.
الخبير الاستشاري الدكتور محمد طه
الدراسات التجريبية والنمذجة
من عمليات التقشير المبتكرة ل
الخضار ذات القشرة القاسية
ماجستير ميكانيكا الآلات الزراعية
بكالوريوس. الآلات الزراعية
الأطروحة المقدمة كشرط لدرجة
دكتور فى الفلسفة
كلية هندسة النظم
كلية البيئة المبنية والهندسة
جامعة كوينزلاند للتكنولوجيا
ثالثا
الكلمات الدالة
تقشير ، تقشير ميكانيكي ، تقشير جلخ ، خواص ميكانيكية ، بشرة قاسية
خضروات ، نموذج ، نموذج رياضي ، معدل تقشير ، كفاءة تقشير ، خسائر قشر ،
اليقطين والبطيخ
رابعا
الملخص:
كما يتم حاليًا تقشير الخضروات ذات القشرة القاسية مثل اليقطين والبطيخ
شبه آلي أو آلي. القيد الرئيسي لكلتا الطريقتين ، على وجه الخصوص
بالنسبة للأصناف ذات السطح غير المستوي ، فإن خسائر تقشير عالية.
تحسين طرق التقشير الميكانيكي الحالية وتطوير طرق جديدة
الطرق الميكانيكية للخضروات ذات القشرة القاسية والتي تكون قريبة من "المثالية"
كانت ظروف التقشير باستخدام الخواص الميكانيكية للمنتج هي الأساس
أهداف هذا البحث.
طور هذا البحث أربع طرق تقشير ميكانيكية مبتكرة على أساس
من الخواص الميكانيكية للخضروات ذات القشرة القاسية. لأول مرة ، تم إصدار ملف
تم تقديم فرشاة القاطع الكاشطة كأفضل طريقة تقشير للبشرة القاسية
خضروات. يستخدم هذا الجهاز في نفس الوقت قوى الكشط والقطع للإزالة
القشر. نفس كفاءة التقشير في المناطق المقعرة والمحدبة بالإضافة إلى عالية
الإنتاجية هي المزايا الرئيسية للطريقة المطورة. التقشير المتطور
تعتبر الطريقة صديقة للبيئة ، حيث تقلل من استهلاك المياه وتقشيرها
النفايات.
تمت محاكاة عملية التقشير باستخدام هذه الطريقة في نموذج رياضي
وقد تم تحديد العوامل المؤثرة الهامة. المعلمات
المتعلقة بالمنتج أو مقشرة. ظهرت هذه المعلمات كمعامِلات
لنموذج الانحدار الخطي. تم تحديد معاملات Jap و
Jarrahdale كنوعين من اليقطين. تم التحقق من النموذج الرياضي بواسطة
نتائج تجريبية.
قدم التنفيذ الناجح لهذا البحث معلومات أساسية لـ
تصميم وتصنيع مقشرة تجارية للخضروات ذات القشرة القاسية. أنه
من المتوقع أن يتم وضع طريقة القطع الكاشطة والنموذج الرياضي
في الاستخدام العملي في صناعة تجهيز الأغذية ، مما يتيح تقشير البشرة القاسية
الخامس
يجب تحسين الخضروات التي من المحتمل أن توفر لصناعة الأغذية ملايين الدولارات
في عمليات تقشير الخضار ذات القشرة القاسية.