Modeling the Shape of Raw Materials on the Example of Walnuts Fruit (Juglans Regia L.)®

• Autorzy: Anders Andrzej , Markowski Piotr , Kolankowska Ewelina , Kaliniewicz Zdzisław , Choszcz Dariusz , Jadwisieńczak Krzysztof , Szubartowski Mirosław

Warianty tytułu

PL

Modelowanie kształtu surowców spożywczych na przykładzie owoców orzecha włoskiego (Juglans regia L.)®

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This article describes a direct method and an indirect method for acquiring information about the geometric parameters of common walnut fruit. The direct method involved measurements with the use of a caliper and geometric models (1D method). The indirect method was based on digital models constructed by 3D scanning (3D method). The aim of this study was to evaluate the accuracy of the above measurement methods in determining the surface area and volume of walnut fruit. The analysis of the two methods for determining the geometric parameters of walnuts revealed that the 3D method delivered more accurate results. In the 1D method, the surface area of walnut fruit can be determined with the use of a sphere (M1) and a spheroid (M4), and the volume of walnut fruit can be determined with the use of a sphere (M1), a spheroid (M4) and an ellipsoid (M5).

PL

W artykule omówiono metodę bezpośrednią oraz metodę pośrednią pozyskiwania informacji o geometrycznych parametrach owoców orzecha włoskiego. Metoda pomiaru bezpośredniego, wykonana była z pomocą suwmiarki i modeli geometrycznych (metoda 1D). Metoda pośrednia oparta była na przestrzennych modelach numerycznych otrzymanych za pomocą skanowania 3D (metoda 3D). Celem pracy była ocena wyżej wymienionych metod pomiarowych w zakresie dokładności wyznaczania pola powierzchni i objętości owoców orzecha włoskiego. Z przeprowadzonych badań na owocach, wynika, że spośród zastosowanych dwóch metod wyznaczenia parametrów geometrycznych owoców najlepsze efekty uzyskano przy metodzie 3D. Do wyznaczenia pola powierzchni owoców metodą 1D można zastosować kulę (M1) i model elipsoidy obrotowej (M4). Wyznaczając objętość owoców orzecha włoskiego metodą 1D można wykorzystać kulę (M1), elipsoidę obrotową (M4) i elipsoidę (M5).

Słowa kluczowe

EN

modeling; common walnut; surface area; volume

PL

modelowanie; orzech włoski; pole powierzchni; objętość

• Wydawca: Wyższa Szkoła Menadżerska
• Czasopismo: Postępy Techniki Przetwórstwa Spożywczego
• Rocznik: 2021
• Tom: nr 2
• Strony: 23--29
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz., fig., rys., tab.

Twórcy

autor

Anders Andrzej

• Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie, Polska

autor

Markowski Piotr

• Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie, Polska

autor

Kolankowska Ewelina

• Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie, Polska

autor

Kaliniewicz Zdzisław

• Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie, Polska

autor

Choszcz Dariusz

• Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie, Polska

autor

Jadwisieńczak Krzysztof

• Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie, Polska

autor

Szubartowski Mirosław

• Elektrownie Wiatrowe/Glińsk, Polska

Bibliografia

• [1] ANDERS A., P. MARKOWSKI, Z. KALINIEWICZ. 2014. „Wykorzystanie skanera 3D do badania właściwości geometrycznych nasion konopi siewnych (Cannabis Sativa L.)”. Acta Agrophysica 21 (4): 391–402.
• [2] ANDERS A., Z. KALINIEWICZ, P. MARKOWSKI. 2015. „Numerical modelling of agricultural products on the example of bean and yellow lupine seeds”. International Agrophysics 29 (4): 397–403.
• [3] BRONSZTEJN I. N., K. A. SIEMIENDIAJEW. 2004. Matematyka. Poradnik Encyklopedyczny. Warszawa PWN, ISBN: 83-01-14261-8.
• [4] DONEV A., I. CISSE, D. SACHS, E.A. VARIANO, F.H. STILLINGER, R. CONNELLY, S. TORQUATO, P. M. CHAIKIN. 2004. “Improving the density of Jammed Disordered Packings using elipsoids”. Science 303 (5660): 990–993.
• [5] ERCISLI S., B. SAYINCIB, M. KARAB, C. YILDIZ, I. OZTURK. 2012. “Determination of size and shape features of walnut (Juglans regia L.) cultivars using image processing”. Sci. Hortic., 133: 47–55.
• [6] FRĄCZEK J., M. WRÓBEL. 2006. “Metodyczne aspekty oceny kształtu nasion”. Inżynieria Rolnicza 12 (87): 155–163.
• [7] GHARIBZAHEDI S.M.T., S.M. MOUSAVI, M. HAMEDI, F. KHODAIYAN. 2012. „Comparative analysis of new Persian walnut cultivars: nut/kernel geometrical, gravimetrical, frictional and mechanical attributes and kernel chemical composition”. Scientia Horticulturae 135: 202–209.
• [8] GONI S.M., E. PURLIS, V.O. SALVADORI. 2007. “Three-dimensional reconstruction of irregular foodstuffs”. Journal of Food Engineering 82 (4): 536–547.
• [9] KALINIEWICZ Z., P. TYLEK, P. MARKOWSKI, A. ANDERS, T. RAWA, M. ZADROŻNY. 2012. „Determination of shape factors and volume coefficients of seeds from selected coniferous trees”. Technical Sciences 15 (2): 217–228.
• [10] KELKAR S., S. STELLA, C. BOUSHEY, M. OKOS. 2011. “Developing novel 3D measurement techniques and prediction method for food density determination”. Procedia Food Science 1: 483–491.
• [11] KONOPKA S., P. MARKOWSKI. 2016. „Metodyczne aspekty oceny rzetelności wyników badań na przykładzie pomiarów cech geometrycznych nasion fasoli”. Acta Agrophysica 23 (3): 421–432.
• [12] MAJEWSKA K., J. KOPYTOWSKA, R. E. ŁOJKO, R. ZADERNOWSKI. 2003. „Wybrane cechy fizyczne dojrzałych owoców orzecha włoskiego”. Acta Agroph., 2(3): 597–609.
• [13] MARKOWSKI M., I. BIAŁOBRZEWSKI, A. MODRZEWSKA. 2010. “Kinetics of spouted-bed drying of barley: Diffusivities for sphere and ellipsoid”. Journal of Food Engineering 96: 380–387.
• [14] MeshLab Visual Computing Lab – ISTI – CNR. 2013. http://meshlab.sourceforge.net
• [15] MIESZKALSKI L. 2016. „Matematyczne modelowanie kształtu podstawowych części morfologicznych cebuli cukrowej (Allium cepa L.)”. Postępy Techniki Przetwórstwa Spożywczego 1: 40–46.
• [16] NextEngine User Manual. 2010. http://www.nextengine.com.
• [17] NGUYEN T. T., D. C. SLAUGHTER, N. MAX, J. N. MALOOF, N. SINHA. 2015. “Structured light-based 3D reconstruction system for plants”. Sensors 15: 18587–18612.
• [18] POLO M. E., A. M. FELICISIMO. 2012. “Analysis of unertainty and repeatability of a low-cost 3D laser scanner”. Sensors 12: 9046–9054.
• [19] RABIEJ M. 2012. „Statystyka z programem Statistica”. Wydawnictwo Helion. Gliwice, ISBN: 978-83-246-4110-9.
• [20] RAHMI U., E. FERRUH. 2009. „Potential use of 3-dimensional scanners for food process modeling”. Journal of Food Engineering 93: 337–343.
• [21] RAWA T. 2012. Metodyka wykonywania inżynierskich i magisterskich prac dyplomowych. Wydawnictwo Uniwersytetu Warmińsko-Mazurskiego w Olsztynie, ISBN: 978-83-7299-752-4.
• [22] VERBOVEN P., J. DE BAERDEMAEKER,B.M. NICOLAI. 2004. “Using computational fluid dynamics to optimize thermal processes. Richardson, P. (Ed.), Improving the Thermal Processing of Foods”. CRC Press, Boca Raton, FL: 82–102

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2021).