فصل اول : کلیات
1-1. مقدمه…………………………………… ..1
1-2. معرفی سازه‌های فضاکار…………………….. ..2
1-3. انواع سازه‌های فضاکار…………………….. ..2
1-3-1. سازه‌ی فضاكار تخت یک لایه ………………… ..2
1-3-2. سازه‌ی فضاكار تخت دو لایه ………………… ..3
1-3-3. سازه‌ی فضاكار چلیک………………………. ..4
1-3-4. سازه‌ی فضاكار گنبد………………………. ..4
1-4. اتصالات در گنبدها………………………….. . 5
1-5. اهداف و گستره……………………………. . 6
فصل دوم : بر ادبیات تحقیق
2-1. مقدمه…………………………………… ..1
فصل سوم : تاشه‌پردازی گنبد‌های تک لایه‌ی دیامتیک فرازش‌یافته
3-1. مدل‌سازی و تاشه‌پردازی گنبدها……………….. 14
3-1-1. کلیات………………………………… 14
3-1-2. تعریف تاشه‌پردازی ……………………… 14
3-1-3. یكانه، تژ، لاد و فرمكس…………………….. 15
3-1-4. توابع فرمکسی………………………….. 15
3-1-5 . برماره‌ی گنبدها……………………….. 16
3-2. تاشه‌پردازی گنبد دیامتیک………………….. 16
3-2-1. کلیات………………………………… 17
3-2-2. برماره‌ی دیامتیک ………………………. 18
3-2-3. توابع استفاده شده در تاشه‌پردازی گنبد دیامتیک     19
3-2-4. بافتار ولایه‌بندی گنبدهای دیامتیک ……….. 21
3-3‌. فرازش و بهینه‌سازی در سازه‌های فضاکار………. 22
3-3-1‌. کلیات………………………………… 22
3-3-2. تعریف فرازش…………………………… 22
3-3-3. تاشه‌پردازی فرازش………………………. 23
3-3-4. توابع استفاده شده در تاشه‌پردازی گنبد دیامتیک فرازش‌یافته   23
 

 

 

عنوان

صفحه

فصل چهارم : مدل‌سازی و معرفی گنبدهای مورد مطالعه
4-1. کلیات…………………………………… 25
4-2‌. گروه 1 : گنبدهای تک لایه‌ی دیامتیک ساده با نسبت‌های مختلف خیز به دهانه……………………………………….. 25
4-3. گروه 2 : گنبدهای تک لایه‌ی دیامتیک فرازش‌یافته با نسبت‌های مختلف هندسی در گنبد پایه ………………………….. 27
4-4. گروه 3 : گنبدهای دیامتیک تک لایه‌ی فرازش‌یافته با خیز ثابت و دهانه‌ی متغییر در فرازش چلیکی………………….. 28
4-5 . گروه 4 : گنبدهای دیامتیک تک لایه‌ی فرازش‌یافته با دهانه‌ی ثابت و خیز متغییر در فرازش چلیکی ……………………. 29
4-6‌. مقاطع استفاده شده در گنبدها………………. 30
فصل پنجم : بهینه‌یابی گنبدهای تک لایه‌ی دیامتیک فرازش‌یافته تحت بارگذاری ثقلی
5-1. بارگذاری ثقلی…………………………… 32
5-1-1. کلیات………………………………… 32
5-1-2. بارهای مرده ………………………….. 32
5-1-3. بارهای ناشی از برف و عوامل مؤثر بر آن…… 32
5-2. بارگذاری ثقلی در گنبدهای دیامتیک تک لایه‌ی فرازش‌یافته    38
5-2-1. بارهای مرده…………………………… 38
5-2-2. بارهای ناشی از برف…………………….. 38
5-3. بارگذاری حرارتی ………………………… 41
5-4. ترکیبات بارگذاری در آنالیز و طراحی گنبدها تحت بارهای ثقلی   45
5-5. تحلیل و طراحی گنبدها تحت بارهای ثقلی …….. 46
5-5-1. روش آنالیز و فرضیات……………………. 47
5-5-2. بررسی رفتار وزنی گنبدها در گروه‌های تعریف شده     47
5- 6 . نتیجه‌گیری…………………………….. 50
فصل ششم: بررسی رفتار لرزه‌ای گنبدهای تک لایه‌ی دیامتیک فرازش‌یافته

• 6-1-1. کلیات………………………………… 52
• 6-1-2. آنالیز غیر خطی تاریخچه‌ زمانی …………. 52
• 6-1-3. مشخصات مفصل‌های پلاستیک …………………. 53
• 6-2. پارامترهای انتخاب شتاب نگاشت……………… 53
• 6-2-1. مشخصات زمین‌شناسی، تكتونیكی و لرزه‎ای اصفهان. 54
• 6-2-2. انتخاب شتاب ‌نگاشت……………………… 55
• 6-2-3. مقیاس كردن شتاب ‌نگاشت‎ها………………… 59

 

 

عنوان

صفحه

• 6-2-4. طیف طرح استاندارد……………………… 60
• 6-3. بررسی زمان تناوب و شکل مدی گنبدها………… 60
• 6-3-2.گنبدهای گروه 1 ………………………… 60
• 6-3-2.گنبدهای گروه 2 ………………………… 61
• 6-3-3.گنبدهای گروه 3…………………………. 63
• 6-3-4.گنبدهای گروه 4…………………………. 64

6-4. مد مؤثر………………………………… 65
6-4-1. گنبدهای گروه 1………………………… 65
6-4-2. گنبدهای گروه 2………………………… 68
6-4-3. گنبدهای گروه 3………………………… 71
6-4-4. گنبدهای گروه 4………………………… 73
6-5. ناپایداری در گنبدها……………………… 76
6-5-1. بررسی ناپایداری در سازه‌های فضاكار به روش الاستیک و الاستوپلاستیک……………………………………………. 76
6-5-2. تغییرمکان‌های جانبی گنبدها………………. 78

 

6-‌6. بررسی رفتار وزنی گنبدها………………….. 82
6-7. نتیجه‌گیری………………………………. 85
فصل هفتم : بررسی رفتار گنبدهای تک لایه‌ی دیامتیک فرازش‌یافته تحت بارباد

• 7-1.کلیات……………………………………. 87
• 7-2. تعاریف………………………………….. 87
• 7-3. روش‌های محاسبه‌ی بارهای باد………………… 88
• 7-4. تعیین فشار باد……………………………. 89

7-4-1. فشار متناظر با سرعت مبنا، q…………….. 89
7-4-2. ضریب بادگیری، Ce ………………………. 89
7-4-3. ضریب تندباد، Cg………………………… 91
7-4-4. ضریب فشار بیرونی، Cp……………………. 91

• 7-5. فشار خالص ناشی از باد………………………. 91
• 7-6. نیروی ناشی از باد بر اجزای گنبد…………… 91
• 7-7. بارگذاری گنبدهای مورد مطالعه……………… 91

7-7-1. گنبدهای گروه 1 (گنبدهای بدون فرازش) ……. 91
7-7-2. گنبدهای گروه 2 و3 و4 (گنبدهای فرازش‌یافته).. 92

• 7-8. بررسی رفتار وزنی گنبدها تحت بارگذاری باد….. .99

 
 

 

 

عنوان

صفحه

• 7-9. نتیجه‌گیری………………………………. 101

فصل هشتم : نتیجه‌گیری

• 8-1. کلیات…………………………………… ..103

8-2. نتایج…………………………………… 104
8-3. پیشنهادات………………………………. 104
مراجع……………………………………….. 105
پیوست1………………………………………. 109
 
فهرست شكل‌ها

 

 

عنوان

صفحه

 
شکل 1- 1 نمونه‌هایی از شبکه‌های تخت تک لایه………. .3
شکل 1- 2 نمونه‌هایی از شبکه‌های تخت دو لایه………. .4
شکل 1- 3 نمونه‌هایی از چلیک‌……………………. .4
شکل 1- 4 نمونه‌هایی از گنبد به ترتیب از راست گنبد لملا، گنبد اشودلر و گنبد دنده‌ای………………………………….. .5
شکل 1- 5 نمونه‌هایی از گنبد به ترتیب از راست گنبد پیازی، گنبد اسکالپ و گنبد دیامتیک………………………………. .5
شکل 1- 6 گنبد دیامتیک تک لایه‌ی فرازش‌یافته………. ..7
شکل3- 1 نمونه‌ای از یک عبارت فرمکسی…………….. 15
شکل3- 2 تاشه‌ی گنبد و یک مقطع عمودی از آن………. 16
شکل3- 3 مؤلفه‌های برماره‌ی کروی برای تاشه‌پردازی گنبد 17
شکل3- 4 نمونه‌ای از گنبد دیامتیک……………….. 17
شکل3- 5 ساختار قاچ گنبدها. (a) گنبد دیامتیک بدون مشکل تراکم اعضا در رأس و (b) گنبد لملا با داشتن مشکل تراکم اعضا در رأس 18
شکل3- 6 گنبدهای دنده‌ای (ردیف بالا) و اشودلر (ردیف پایین) که اعضای مجاور رأس آنها مورد قطع کلی و یا هرس قرار گرفته‌اند.     18
شکل3- 7 خطوط شبکه در برماره‌ی دیامتیک…………… 19
شکل3- 8 کاربرد توابع فرمکسی در تاشه‌پردازی گنبدهای دیامتیک   20
شکل3- 9 چند نمونه از توابع فرمکسی مورد استفاده در تاشه‌پردازی گنبدهای دیامتیک……………………………………… 20
شکل3- 10 کاربرد توابع فرمکسی در تاشه‌پردازی گنبدهای دیامتیک با بافت لانه زنبوری و تاشه‌ی ایجاد شده توسط آنها ……….. 21
شکل3- 11 نمونه‌ای از بافت مثلی در گنبد دیامتیک (به وجود آمدن خطوط مرزی در نواحی مرزی قاچ‌ها)‌…………………….. 22
شکل3- 12 نمونه‌هایی از انواع فرازش در شبکه‌های تخت.. 23
شکل3- 13 مراحل ابتدایی فرازش کروی……………… 23
شکل3- 14 تابع استفاده شده در فرازش چلیک‌گونه……. 24
شکل3- 15 مراحل اولیه‌ی فرازش چلیک‌گونه…………… 24
شکل4- 1 نسبت‌های هندسی در گنبدها……………….. 26
شکل4- 2 گنبدهای دیامتیک تک‌لایه بدون ایجاد فرازش با نسبت‌های خیز به دهانه به ترتیب از چپ 1/0 و2/0 و3/0 و 4/0 و 5/0…. 26
شکل4- 3 تاشه‌های مربوط به گنبدهای گروه 2……….. 27
شکل4- 4 تاشه‌های مربوط به گنبدهای گروه 3………. 28

 

 

عنوان

صفحه

 
شکل4- 5 تاشه‌های مربوط به گنبدهای گروه4………… 30
شکل 5- 1 ضریب CS برای سقف‌های گنبدی و دندانه‌ای شکل در بارگذاری متقارن و نامتقارن ………………………………… 34
شکل 5- 2 مقادیر بارگذاری بار برف بصورت متقارن و نامتقارن درآیین‌نامه‌ی  AISC 7-05برای زوایای کمتر از°‌30 در قوس‌ها 35
شکل 5- 3 مقادیر بارگذاری بار برف بصورت متقارن و نامتقارن درآیین‌نامه‌ی  AISC 7-05برای زوایای بین °30 تا °‌70 در قوس‌ها   35
شکل 5- 4 مقادیر بارگذاری بار برف بصورت متقارن و نامتقارن درآیین‌نامه‌ی  AISC 7-05برای زوایای بیشتر از °‌70 در قوس‌ها    36
شکل 5- 5 نمودارهای مربوط به تعیین ضریب Cs …….. 37
شکل 5- 6 جدول مربوط به تعیین ضریب Ce…………… 37
شکل 5- 7 جدول مربوط به تعیین ضریب Ct…………… 37
شکل 5- 8 جدول مربوط به تعیین ضریب I……………. 38
شکل 5- 9 تعیین زاویه‌ی α درگنبد SS.DD.003 …………. 39
شکل 5- 10 بارگذاری بار برف برای گنبدSS.DD.003 بر اساس آیین‌نامه‌ی سازهای فضاکار ایران………………………………… 40
شکل 5- 11 بارگذاری بار برف برای گنبدSS.DD.003 بر اساس آیین‌نامه‌ی AISC 7-05. ……………………………………………. 41
شکل 5- 12 نمونه‌ای از گنبدهای گروه 1 تحت بارگذاری متقارن 42
شکل 5- 13 نمونه‌ای از گنبدهای گروه 2 تحت بارگذاری متقارن 43
شکل 5- 14 نمونه‌ای از گنبدهای گروه 3 تحت بارگذاری متقارن 43
شکل 5- 15 نمونه‌ای از گنبدهای گروه 4 تحت بارگذاری متقارن 44
شکل 5- 16 نمونه‌ای از گنبدهای گروه 1 تحت بارگذاری نامتقارن   44
شکل 5- 17 نمونه‌ای از گنبدهای گروه 2 تحت بارگذاری نامتقارن   45
شکل 5- 18 نمونه‌ای از گنبدهای گروه 3 تحت بارگذاری نامتقارن   45
شکل 5- 19 نمونه‌ای از گنبدهای گروه 4 تحت بارگذاری نامتقارن   46
شکل 5- 20 رفتار وزنی گنبدهای گروه 1……………. 48
شکل 5- 21 تغییرات وزنی گنبدها در نسبت‌های خیز به دهانه‌ی مختلف     48
شکل 5- 22 رفتار وزنی گنبد‌های گروه 2……………. 49
شکل 5- 23 رفتار وزنی گنبدهای گروه 3……………. 49
شکل 5- 24 رفتار وزنی گنبدهای گروه 4 …………… 50
شکل 5- 25 رفتار وزنی گروه‌های مختلف گنبدها تحت بارگذاری بار برف   51
شکل 6- 1 منحنی نیرو-تغییرشکل (دوران)…………… 53
شکل 6- 2 گسل‌های شناخته شده تا شعاع 100 كیلومتری اصفهان. 54

 

 

عنوان

صفحه

 

• شکل 6- 3 زلزله‎های رخ داده تا شعاع 200 كیلومتری شهر اصفهان 55
• شکل 6- 4 بزرگای زمین لرزه‎ها نسبت به سال وقوع در گستره‌ی شهر اصفهان 55

شکل 6- 5 مؤلفه‌های افقی و قائم (به ترتیب از بالا) زلزله San Fernando    56
شکل 6- 6 مؤلفه‌های افقی و قائم (به ترتیب از بالا) زلزله Whittier Narrows  57
شکل 6- 7 مؤلفه‌های افقی و قائم (به ترتیب از بالا) زلزله Northridge    57
شکل 6- 8 طیف ترکیبی پاسخ مؤلفه‌های افقی زلزله Northridge    58
شکل 6- 9 طیف ترکیبی پاسخ مؤلفه‌های افقی زلزله San Fernando  58
شکل 6- 10 طیف ترکیبی پاسخ مؤلفه‌های افقی زلزله Whittier Narrows 59
شکل 6- 11 طیف طرح استاندارد…………………… 60
شکل 6- 12 مد اول مدل‌های گنبدی گروه 1…………… 61
شکل 6- 13 مد اول مدل‌های گنبدی گروه 2…………. 62
شکل 6- 14 مد اول مدل‌های گنبدی گروه 3…………….. 63
شکل 6- 15 مد اول مدل‌های گنبدی گروه 4…………… 64
شکل 6- 16 مقادیر مشارکت جرمی گنبد SS.DD.001……….. 66
شکل 6- 17 مقادیر مشارکت جرمی گنبد SS.DD.002……….. 66
شکل 6- 18 مقادیر مشارکت جرمی گنبد SS.DD.003……….. 67
شکل 6- 19 مقادیر مشارکت جرمی گنبد SS.DD.004……….. 67
شکل 6- 20 مقادیر مشارکت جرمی گنبد SS.DD.005……….. 68
شکل 6- 21 مقادیر مشارکت جرمی گنبد PP.DD.001……….. 68
شکل 6- 22 مقادیر مشارکت جرمی گنبد PP.DD.002……….. 69
شکل 6- 23 مقادیر مشارکت جرمی گنبد PP.DD.003……….. 69
شکل 6- 24 مقادیر مشارکت جرمی گنبد PP.DD.004……….. 70
شکل 6- 25 مقادیر مشارکت جرمی گنبد PP.DD.005……….. 70
شکل 6- 26 مقادیر مشارکت جرمی گنبد PS.DD.001……….. 71
شکل 6- 27 مقادیر مشارکت جرمی گنبد PS.DD.002……….. 71
شکل 6- 28 مقادیر مشارکت جرمی گنبد PS.DD.003……….. 72
شکل 6- 29 مقادیر مشارکت جرمی گنبد PS.DD.004……….. 72
شکل 6- 30 مقادیر مشارکت جرمی گنبد PS.DD.005……….. 73
شکل 6- 31 مقادیر مشارکت جرمی گنبد PH.DD.001………. 73
شکل 6- 32 مقادیر مشارکت جرمی گنبد PH.DD.002………. 74
شکل 6- 33 مقادیر مشارکت جرمی گنبد PH.DD.003………. 74

 

 

عنوان

صفحه

 
شکل 6- 34 مقادیر مشارکت جرمی گنبد PH.DD.004………. 75
شکل 6- 35 مقادیر مشارکت جرمی گنبد PH.DD.005………. 75
شکل 6- 36 مودهای ناپایداری در سازه‌های فضاکار……. 76
شکل 6- 37 فروجهش محلی و کلی در سازه‌های گنبدی…… 77
شکل 6- 38 محل قرارگیری نقاط در ارتفاع گنبدها قبل از ایجاد فرازش  78
شکل 6- 39 محل قرارگیری نقاط در ارتفاع گنبدهای فرازش‌یافته   79
شکل 6- 40 تغییرمکان‌های گنبدهای گروه 1…………. 79
شکل 6- 41 تغییرمکان‌های گنبدهای گروه 2…………. 80
شکل 6- 42 تغییرمکان‌های گنبدهای گروه 3…………. 81
شکل 6- 43 تغییرمکان‌های گنبدهای گروه 4………… 81
شکل 6- 44 تغییرات وزن گنبدهای گروه 1 تحت بارگذاری‌های مختلف  82
شکل 6- 45 تغییرات وزن گنبدهای گروه 2 تحت بارگذاری‌های مختلف  83
شکل 6- 46 تغییرات وزن گنبدهای گروه 3 تحت بارگذاری‌های‌مختلف   84
شکل 6- 47 تغییرات وزن گنبدهای گروه 4 تحت بارگذاری‌های مختلف  85
شکل 6- 48 رفتار گروه‌های مختلف گنبدها تحت بارگذاری زلزله 86
شکل 7- 1. مقادیر Cp، ضریب فشار خارجی و گنبد دیامتیک تک لایه تحت کنش‌های ناشی از باد…………………………… 90
شکل 7- 2 نمونه‌ای از سطح مؤثر باد در نقاط مختلف…. 91
شکل 7- 3 نقاط مختلف بارگذاری گنبدهای گروه 1……. 92
شکل 7- 4 گنبدهای گروه 2………………………. 93
شکل 7- 5 گنبدهای گروه 3………………………. 93
شکل 7- 6 گنبدهای گروه 4………………………. 93
شکل 7- 7 حداکثر ضریب خارجی CpCg در دیوار‌های تک…… 93
شکل 7- 8 حداکثر ضریب خارجی CpCg در سقف‌های با شیب کمتر از°‌7    94
شکل 7- 9 حداکثر ضریب خارجی CpCg در سقف‌های با شیب°‌7 و بیشتر از°‌7     95
شکل 7- 10 حداکثر ضریب خارجی CpCg در سقف‌های پله‌ای…. 95
شکل 7- 11 حداکثر ضریب خارجی CpCg در سقف‌های دندانه‌ای. 96
شکل 7- 12 حداکثر ضریب خارجی CpCg در گنبدهای فرازش‌یافته   97
شکل 7- 13 مشخصه‌ های مکانی گنبد PP.DD.03…………… 98
شکل 7- 14 رفتار وزنی گنبدهای گروه 1 تحت بارگذاری‌های مختلف   99
شکل 7- 15 رفتار وزنی گنبدهای گروه 2 تحت بارگذاری‌های مختلف   100
شکل 7- 16 رفتار وزنی گنبدهای گروه 3 تحت بارگذاری‌های مختلف   100

 

 

عنوان

صفحه

 
شکل 7- 17 رفتار وزنی گنبدهای گروه 4 تحت بارگذاری‌های مختلف   101
شکل 7- 18 رفتار گروه‌های مختلف گنبدها تحت بارگذاری باد 102
 
 
 
 
 
 
 
فهرست جداول

 

 

عنوان

صفحه

 
جدول4- 1 نامگذاری و مشخصات هندسی گنبدهای گروه 1… 27
جدول4- 2 نامگذاری و مشخصات هندسی گنبدهای پایه و فرازش ایجاد شده در گنبدهای گروه 2………………………………. 28
جدول4- 3 نامگذاری و مشخصات هندسی گنبدهای پایه و فرازش ایجاد شده در گنبدهای گروه 3………………………………. 29
جدول4- 4 نامگذاری و مشخصات هندسی گنبدهای پایه و فرازش ایجاد شده در گنبدهای گروه 4………………………………. 29

• جدول4-5 مقاطع و مشخصات هندسی پروفیل‌های استفاده شده در گنبدها 30
• جدول 6-1 مشخصات زلزله‎های انتخاب شده……………. 56
• جدول 6-2 تناوب پایه‌ی گنبدهای گروه 1……………. 61

جدول 6-3 تناوب پایه‌ی گنبدهای گروه 2……………. 62

• جدول 6-4 تناوب پایه‌ی گنبدهای گروه 3…………… 64
• جدول 6-5 تناوب پایه‌ی گنبدهای گروه 4…………… 65

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

 
فصل اول
کلیات
 
 
 
 
 
 
 

• . مقدمه

علم مهندسی سازه که بر مبنای تحلیل و طراحی، به ساخت انواع سازه‌ها براساس ملزومات خود می‌پردازد همواره در پی توسعه و گسترش حیطه‌ی کاری خود بوده و هست که پیشرفت روز افزون طراحی و ساخت انواع سازه‌ها گواهی آشکار بر این موضوع می‌باشد و همچنین پر واضح است که در اغلب موارد در هر ساخت و سازی استفاده از حداقل مصالح و نیز افزایش سرعت و کاهش هزینه‌های اجرا مهمترین مسئله‌ای است که کارفرمایان و طراحان با آن مواجه هستند که با افزایش ابعاد و اهمیت سازه بررسی این پارامترها از اهمیت ویژه‌ای برخوردار می‌شوند. در نتیجه مطالعه‌ی کلیه‌ی پارامترهای مؤثر بر این موضوع که اصطلاحاً به آن بهینه‌یابی گفته می‌شود از اهمیت و جایگاه ویژه‌ای برخوردار است. مرحله‌ی اول از هر عمل بهینه‌ کردن، طرح یک ایده‌ی اولیه می‌باشد. یافتن یک ایده‌ی بهینه‌سازی مستلزم مطالعه و بررسی شرایط حاکم بر مسئله و یافتن راهکارهایی جهت رسیدن به اهداف بهینه‌سازی می‌باشد. استفاده از سازه‌های فضاکار[1] از نوع تخت به جای استفاده از ستون‌های میانی بسیار قوی در پوشش دهانه‌های بزرگ یک ایده‌ی بهینه‌سازی جهت کاهش هزینه‌ها بوده است. در مرحله‌ی بعد تبدیل این شبکه‌ها[2] به انواع چلیک‌ها[3] و مجدداً تبدیل چلیک‌ها به انواع گنبدها[4] از دیگر ایده‌های بهینه‌سازی در این زمینه بوده است. در این تحقیق در راستای ادامه‌ی این روند بهینه‌سازی از عمل فرازش در گنبدها استفاده شده است.
 
 
 

• . معرفی سازه‌های فضاکار

به سازه‌ای كه اصولاً رفتار سه بعدی داشته باشد، به طوری كه به هیچ ترتیبی نتوان رفتار كلی آن را با بهره گرفتن از یک یا چند مجموعه‌ی مستقل دو بعدی تقریب زد، سازه‌ی فضا‌كار گفته می‌شود. این تعریف یک تعریف كلی است اما در عمل این واژه به گروه خاصی از سازه‌ها كه شامل انواع شبكه‌ها، چلیك‌ها، گنبدها، برج‌ها[6]و… اتلاق می‌شود. سازه‌های فضاکار عمدتاً دارای فرم بدیع مستوی یا منحنی در فضا بوده و با واحدهای حتی‌المقدور یکسان در الگویی تکرار شونده احداث می‌شوند [1]. از مهمترین ویژگی‌های این سازه‌ها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• دهانه: سیستم سازه‌ی فضاكار قادر به پوشاندن دهانه‌های بزرگ با حداقل مواد مصرفی می‌باشد )فولاد مصرفی در سازه‌ی فضاكار دو سوم سازه‌های متداول دیگر می‌باشد(.
• سرعت نصب: به علت پیش‌ساخته بودن قطعات، سرعت عملیات مونتاژ و نصب بسیار بالا و اقتصادی می‌باشد.
• وزن كم و قابلیت جابجایی: سازه‌ی فضاكار دارای وزن كم بوده و قابلیت جابجایی با دست را دارا می‌باشد.
• انعطاف‌پذیری در طراحی: سازه‌ی فضاكار قابلیت افزایش و كاهش سطح را دارا بوده و امكان جابجایی ستون‌ها بدون اینكه خطری برای سازه‌ی فضاكار ایجاد گردد میسر می‌باشد.
• مقاومت در برابر نیروهای دینامیكی: سازه‌ی فضاكار مقاومت بالاتری در برابر بارهای دینامیكی همچون زلزله، انفجار و بار باد در مقایسه با سازه‌های متداول دیگر از خود نشان می‌دهد.
• ظاهر زیبا: سازه‌ی فضاكار از نظر نمای ظاهری بسیار زیبا بوده و نیازی به استفاده از سقف كاذب در این سازه نیست.
• ایمنی سازه: سختی زیاد سازه تغییر شكل سازه را پایین می‌آورد.
• جدایی‌ناپذیر بودن فرم سازه از معماری.
• ایجاد فصل مشترکی برای بهره‌گیری معماران پیشرو از قابلیت‌های مهندسان سازه مسلح به دانش نوین.
• امکان احداث سازه‌ها با کاربرد چند منظوره.
• اجزا و زیرمجموعه‌های ساده اغلب در خور پیش‌سازی و تولید انبوه می‌باشند و در ابعاد و اشکال استاندارد اختیار می‌گردند.
• با بهره گرفتن ازقابلیت باربری در سه بعد، امکان کاهش وزن فراهم می‌آید. از این‌رو سازه‌های فضاکار مشبک، اسکلتی معمولاً سبک و صلب می‌باشند.
• سازه‌های فضاکار قابلیت‌ها و امکانات عمده‌ای را در اختیار مهندسان و معماران برای تلفیق اصول زیباشناختی و نوآوری‌ها با جنبه‌های رفتاری، عملکردی، کاربری و سرویس‌دهی سازه قرار می‌دهند.
• اتصالات تیپ و کاملاً یکسان در این سازه‌ها به نوبه‌ی خود کمک شایانی به افزایش سرعت نصب و اجرا می‌کند.

 

• . انواع سازه‌های فضاکار

       1-3-1. سازه‌ی فضاكار تخت یک لایه
شبکه‌ی تک لایه از مجموعه‌ای از اعضایی تشکیل شده که محورهایشان در یک صفحه قرار دارند و به صورت صلب به هم متصل شده‌اند. نمونه‌هایی از این شبکه‌ها در شکل 1-1 نشان داده شده است.
شکل 1- 1 نمونه‌هایی از شبکه‌های تخت تک لایه[2]
 
1-3-2. سازه‌ی فضاكار تخت دو لایه
شبکه‌ی دولایه از زیر مجموعه‌های ذیل تشکیل شده است:

• یک لایه‌ی بالایی با اعضای متصل به هم.
• یک لایه‌ی پایینی با اعضای متصل به هم .
• اعضای جان که لایه‌ی بالایی و پایینی را به هم متصل می‌‌کنند.

شبکه‌های دولایه اغلب در حالت افقی طرح و اجرا می‌شوند ولی می‌توان آنها را با هر درجه‌ی تمایلی نسبت به سطح افقی نیز طرح و اجرا نمود. نمونه‌هایی از شبکه‌های تخت دولایه در شکل 1-2 نشان داده شده است.
شکل 1- 2 نمونه‌هایی از شبکه‌های تخت دو لایه[2]
 
همچنین از دیگر شبکه‌ها می‌توان به شبکه‌های چند لایه اشاره کرد. شبکه‌های چندلایه دارای بیش از دولایه می‌باشند. این شبکه‌ها از نظر ساختاری مانند شبکه‌های دولایه می‌باشند و لایه‌های این شبکه‌ها نیز توسط اعضای جان به یکدیگر متصل شده‌اند. همچنین ممکن است شبکه‌ای در قسمت‌هایی دارای دولایه بوده و در قسمت‌های دیگر از بیش از دولایه تشکیل شده باشد.
 
1-3-3. سازه‌ی فضاكار چلیک
به شبكه‌ای یک یا چند لایه كه در یک جهت دارای انحنا باشد، چلیک اتلاق می‌شود. این سازه برای پوشش سطوح مستطیلی دالان مانند استفاده شده و بعضاً فاقد ستون می‌باشد و روی لبه‌های چلیک كه به تكیه گاه متصل است، قرار می‌‌گیرد. برخی از نمونه‌های چلیک در شكل 1-3 نشان داده شده است.
 
شکل 1- 3 نمونه‌هایی از چلیک‌[2]
 
1-3-4. سازه‌ی فضاكار گنبد
گنبد شبکه‌ای یک یا چند لایه است كه در چند جهت دارای انحنا می‌باشد. سطح یک گنبد می‌تواند بخشی از یک سطح منفرد كروی یا سهموی بوده یا وصله‌ای از چندین سطح متفاوت باشد. برخی از انواع گنبدهای معمول یک ‌لایه شامل گنبدهای لملا[9]، اشودلر[10] و دنده‌ای[11] در شكل 1-4 و گنبدهای پیازی[12]، اسکالپ[13] و دیامتیک[14] در شکل 1-5 نشان داده شده است. در این تحقیق از گنبدها‌ی دیامتیک تک لایه استفاده شده است.
شکل 1- 4 نمونه‌هایی از گنبد به ترتیب از راست گنبد لملا‌، گنبد اشودلر و گنبد دنده‌ای [2]
شکل 1- 5 نمونه‌هایی از گنبد به ترتیب از راست گنبد پیازی‌، گنبد اسکالپ و گنبد دیامتیک [2]
 

• . اتصالات در گنبدها

سازه‌های فضاکار از نظر نوع ساختار و اتصالات به دسته‌ های زیادی تقسیم می‌شوند که در زیر به برخی از آنها اشاره شده است:

• سیستم انگلیسی Space Deck
• سیستم آلمانی Mero Deck
• سیستم لوزی شکل Diamond Deck
• سیستم اس دی سی SDC Deck
• سیستم تک پیچ Single Bolts
• سیستم هشت نقطه‌ای Octatube Nodes
• Unibat Unitrust

در این تحقیق تمامی اتصالات صلب انتخاب شده‌اند و برای چنین اتصالی از سیستم SDC Deck که نمونه‌هایی از آن در شکل 1-7 نشان داده شده است استفاده می‌شود.
شکل 1- 6 نمونه‌هایی از اتصال SDC [1]
 

• . اهداف و گستره

از آنجا که هر یک از فرم‌های سازه‌های فضاکار تحت کنش‌های مختلف که از انواع آن می‌توان به کنش‌های دینامیکی چون زلزله و باد و همچنین کنش‌های استاتیکی مانند وزن سازه و بار برف اشاره کرد رفتار خاصی دارند و هیچیک از فرم‌ها رفتار مشابهی با سایر فرم‌ها ندارند، هر یک از آنها نیازمند رفتارشناسی خاص خود با توجه به ویژگی‌های منحصر به خود می‌باشند. در این بین فرم‌های تکمیل یافته‌ی سازه‌های فضاکار مانند گنبدهای فرازش‌یافته از جایگاه ویژه‌ای برخوردارند. فرازش در حقیقت تابعی است که انواع سازه‌های فضاکار را در جهت اهداف مختلف که در این تحقیق بهینه‌کردن وزن سازه است ترکیب می‌کند و سازه‌ای به وجود می‌آورد که ترکیبی از سازه‌های پیشین خود با رفتاری کاملاً متفاوت می‌باشد. گنبدهای فرازش‌یافته گنبدهای شبکه‌ای معمولی هستند که عمل فرازش در آنها باعث تغییر رفتار سازه ای آنها شده است.
هدف اصلی در این تحقیق رفتارشناسی چهار گروه از گنبدهای تک لایه‌ی دیامتیک با بهره گرفتن از آیین‌نامه‌های سازه‌های فضاکار ایران ‌[1]، AISC-7‌ [3]، آیین‌نامه‌ی طراحی ساختمان در برابر زلزله، استاندارد 2800‌ [4] و FEMA- 356‌[5] و همچنین مبحث ششم مقررات ملی ساختمان [6] به منظور تعیین هندسه بهینه است. نمونه‌ای از این گنبدها در شکل 1-7 ترسیم شده است.
Spaceframe Structure
[2] Grids
[3] Barrel Vaults
[4] Domes

مهندسی و عمران شهر تهران)

تکه هایی از متن به عنوان نمونه :

چکیده

تحقیقات نشان داده است که اکثر مواد‌غذایی پروبیوتیکی حتی زمانی که در دماهای پایین نگهداری می‌شوند تعداد پروبیوتیک‌های آن‌ ها کم می‌شود و این امر باعث می­ شود تعداد آنها در زمان مصرف کمتر از حد لازم باشند (CFU/g107). روش­های مختلفی برای افزایش مقاومت باکتری­ های حساس پروبیوتیک پیشنهاد شده که از آن جمله می‌توان به ریز‌پوشانی اشاره کرد. در تحقیق حاضر، سلول­های سویه­ی بومی لاکتوباسیلوس پلانتاروم A7 که یک پروبیوتیک شناخته شده است، توسط صمغ فارسی و به روش امولسیون دوگانه پوشش داده شد و در بستر ماست اضافه شد. خصوصیات ظاهری این ریزپوشینه­ها توسط میکروسکوپ نوری مورد بررسی قرارداده شد. میزان بقاء این باکتری به دو صورت آزاد و پوشش داده شده با صمغ فارسی در بستر ماست و به صورت جداگانه در مدت 21 روز نگهداری در دمای 4 درجه سانتی ­گراد بررسی شد. طی این مدت تغییرات pH واسیدیته نمونه­ها، خواص حسی، ویسکوزیته و سفتی نمونه­­های  ماست حاوی سلول‌های پوشش داده شده و آزاد نیز مورد بررسی قرار گرفت. در انتهای دوره­ نگهداری مشخص شد که اثر ریزپوشانی بر زنده مانی باکتری­ ها معنی­دار بوده است (05/0p<). در نمونه­ حاوی میکروب ریزپوشانی شده با صمغ فارسی طی 21 روز انبارمانی در یخچال تنها 8/0 سیکل لگاریتمی از تعداد میکروب وارد شده کاهش پیدا کرده بود و تعداد هنوز بیشتر از CFU/g107 بود. در شرایط شبیه­سازی شده گوارش نیز اختلاف معناداری بین سلول ریزپوشینه و آزاد وجود داشت. pH و اسیدیته تمامی نمونه­ها تغییر معنی‌داری در روزهای اولیه داشت. میزان  ویسکوزیته در طول زمان نگهداری کاهش پیدا کرد و در همین مدت زمان، سفتی بافت افزایش پیدا کرد. خواص حسی نمونه ماست حاوی پروبیوتیک ریزپوشانی­شده دارای اختلاف معنی‌داری با نمونه شاهد بود. به طور کلی نتایج این پژوهش، روش امولسیون دوگانه و صمغ فارسی را پوشش دهنده­ مناسبی برای باکتری پروبیوتیک لاکتوباسیلوس پلانتاروم A7 در بستر ماست معرفی کرد و مشخص شد که این روش می ­تواند از جمله راهکارهایی برای افزایش بقاء این باکتری در نظر گرفته شود.

 

کلمات کلیدی: لاکتوباسیلوس پلانتاروم A7، پروبیوتیک،‌ ریزپوشانی، امولسیون دوگانه، صمغ فارسی، ماست، محیط شبیه­سازی شده گوارشی

 

فهرست مطالب

عنوان                                                                                                                صفحه

فصل اول: مقدمه و كلیات

1-1- مقدمه و اهمیت موضوع. 2

1-2- تعریف مسئله. 4

1-3- اهداف… 5

1-4- فرضیات… 5

 

فصل دوم: بررسی منابع

2-1- غذاهای فراسودمند. 8

2-2- فراورده های غذایی فراسودمند حاوی میکروب‌های پروبیوتیک… 8

2-3- ماست پروبیوتیک… 9

2-4- پروبیوتیک‌ها 10

2-4-1- معیار انتخاب میکروارگانیسم به عنوان پروبیوتیک… 11

2-4-2- اثرات سودمند پروبیوتیک‌ها 12

2-5- گونه‌های شناخته شده پروبیوتیک‌ها 14

. 15

. 15

2-6- فرایند ریزپوشانی.. 16

2-6-1- ریزپوشانی پروبیوتیک‌ها 19

2-6-2- ساختمان ریزپوشینه. 20

2-6-3- انواع روش‌های ریزپوشانی.. 21

2-6-4- استفاده از روش امولسیون به منظور ریزپوشانی پروبیوتیک‌ها 23

2-6-5- کاربرد امولسیون‌های چند گانه در توسعه مواد غذایی سالم. 25

فهرست مطالب

عنوان                                                                                                                صفحه

 

2-6-6- کاربرد امولسیون دوگانه در ریزپوشانی میکروارگانیسم‌ها 26

2-6-7- سورفاکتانت‌ها 27

2-7- مواد مصرفی برای ریزپوشینه‌دار کردن. 29

2-7-1- صمغ‌های ژلان و زانتان. 29

2-7-2- ژلاتین.. 30

2-7-3- نشاسته. 30

2-7-4- کاراگینان. 30

2-7-5- سلولز استات فتالات… 31

2-7-6- کیتوزان. 31

2-7-8- آلژینات… 31

2-7-9- صمغ فارسی.. 32

بر تحقیقات انجام شده در زمینه ارزیابی بقاء باکتری‌های پروبیوتیک ریزپوشینه شده  طی نگهداری در ماست   34

بر تحقیقات انجام شده در زمینه ارزیابی میزان بقاء باکتری‌های پروبیوتیک ریزپوشانی شده نسبت به شرایط شبیه‌سازی شده گوارشی.. 35

2-10- هدف از انجام پژوهش…. 37

 

فصل سوم: مواد و روش‌ها

3-1- معرفی تجهیزات، موادو میکروارگانیسم‌های مورد استفاده 40

3-1-1- تجهیزات مورد استفاده 40

3-1-2- مواد شیمیایی.. 41

 

3-1-3- میکروارگانیسم مورد استفاده 43

فهرست مطالب

عنوان                                                                                                                صفحه

 

3-2- عملیات میکربی.. 44

3-2-1- فعال سازی و نگهداری باکتری پروبیوتیک… 44

. 45

3-3- آنالیز شیمیایی شیرخشک بدون چربی  و صمغ فارسی.. 46

3-3-1- اندازه‌گیری خاکستر. 46

3-3-2- اندازه‌گیری رطوبت و ماده خشک… 46

3-3-3- اندازه‌گیری چربی.. 47

3-3-3-1- روش سوسكله. 47

3-3-3-2- روش ژربر. 47

3-3-4- اندازه‌گیری پروتئین و ازت کل.. 47

3-3-5- اندازه‌گیری اسیدیته برحسب اسید لاكتیك… 48

3-5- رسم منحنی رشد. 48

3-6- تهیه سوسپانسیون فعال سلولی جهت ریزپوشانی.. 49

3-7- فرایندهای ریزپوشانی.. 49

3-8- آنالیز رهایش سلول‌ها از ریزپوشینه‌ها 50

3-9- محاسبه‌ی بازده فرایند ریزپوشانی.. 50

3-10- بررسی مورفولوژی ریزپوشینه‌ها توسط میکروسکوپ  نوری.. 51

3-11- تهیه‌ی ماست پروبیوتیک و ارزیابی خصوصیات میکروبیولوژیکی، فیزیکی و حسی نمونه‌های ماست   51

3-11-1- تهیه ماست پروبیوتیک… 51

3-11-2- آزمون‌های انجام شده بر روی ماست… 53

3-11-3- ارزیابی میزان بقا پروبیوتیک‌ها درطول دوره نگهداری ماست… 54

 

فهرست مطالب

عنوان                                                                                                                صفحه

 

3-12- بررسی میزان بقاء سلول‌های آزاد و ریزپوشینه شده در محیط شبیه‌سازی شده گوارشی.. 54

3-13- آماده‌سازی عصاره‌های شبیه‌سازی شده گوارشی.. 55

3-14- ارزیابی پایداری سلول‌های آزاد و ریزپوشینه شده در شرایط شبیه‌سازی شده گوارشی.. 55

3-15- ارزیابی حسی.. 55

3-16- آنالیز آماری داده‌ها 56

 

فصل چهارم: نتایج و بحث

4-1- آزمون‌های بیوشیمیایی.. 58

4-2- آزمون‌ها و بررسی‌های شیمیایی.. 62

4-2-1- شیرخشک… 62

4-2-2- صمغ فارسی.. 63

. 64

4-4- فرایندهای ریزپوشانی و پوشش‌دهی.. 65

4-4-1- شکل ریزپوشینه‌های تولید شده 65

در طی دوران نگهداری در دمای 4 درجه سانتی گراد  66

در ماست در طول نگهداری   67

در ماست، قبل و بعد از افزودن به ماست در شرایط شبیه‌سازی شده گوارشی.. 70

4-8- ارزیابی آزمون های شیمیایی ماست طی زمان نگهداری.. 74

4-8-1- تغییرات pH.. 74

فهرست مطالب

عنوان                                                                                                                صفحه

 

4-8-2- تغییرات اسیدیته بر حسب اسیدلاکتیک در نمونه‌های ماست… 75

4-9- ارزیابی آزمون‌های فیزیکی و کیفی  ماست طی زمان نگهداری.. 77

4-9-1- تغییرات گرانروی.. 77

4-9-2- تغییرات سفتی و نفوذ ناپذیری بافت ماست… 78

4-10- ارزیابی خصوصیات حسی ماست… 79

 

فصل پنجم: نتیجه‌گیری

5-1- جمع بندی نتایج کلی.. 82

5-2- پیشنهادات… 83

 

منابع. 86

 

 

 

فهرست جدول‌ها

عنوان                                                                                                                 صفحه

 

جدول 2-1- تعاریف مختلف ارائه شده پروبیوتیک در گذر زمان. 13

جدول 2-2- باکتری‌های لاکتیک اسید پروبیوتیک… 15

جدول 2-3- انواع روش‌های ریزپوشانی.. 22

جدول 3-1- اجزای سازندهی محیط کشت MRS  مایع. 42

جدول 3-2- جدول نظرسنجی خصوصیات حسی نمونه‌های ماست… 56

. 59

. 60

. 61

جدول 4-4- نتایج آزمون‌های بیوشیمیایی مشخصات ظاهری پرگنه سویه‌های آغازگرها 61

جدول 4-5- نتایج آزمون‌های شیمیایی شیرخشک… 62

جدول 4-6- نتایج آزمون‌های شیمیایی صمغ فارسی.. 63

جدول 4-7- نتایج آزمون های شیمیایی نمونه‌های ماست… 63

  برروی بقای سلول‌ها در زمان نگهداری در دمای 4 درجه در مدت 21 روز  66

در ماست طی دوران نگهداری در مدت 21 روز  67

قبل و بعد از قرارگرفتن در شرایط اسیدی (hr24) 71

قبل و بعد از قرارگرفتن در شرایط صفراوی (hr24) 71

جدول 4-12- تغییرات pH نمونه‌های ماست در مدت زمان انبارمانی.. 74

 

 

فهرست جدول‌ها

عنوان                                                                                                                 صفحه

 

جدول 4-13- تغییرات اسیدیته بر حسب اسیدلاکتیک نمونه‌های ماست در مدت زمان انبارمانی.. 76

جدول 4-14- ویسکوزیته ظاهری (سانتیپوز) نمونه‌های ماست در مدت زمان انبارمانی.. 77

جدول 4-15- سفتی (گرم) لخته ماست در مدت زمان انبارمانی.. 78

جدول 4-16- مقایسه میانگین خواص ارگانولپتیک نمونه‌های ماست… 79

 

فهرست شكل‌ها

عنوان                                                                                                                 صفحه

 

شکل 2-1- جزیئات ساختاری ریزپوشینه­ها 21

شکل 2-2- تصویر شماتیک از ساختار امولسیون دوگانه. 23

شکل 2-3- ساختمان آلژینات… 32

شکل 3-1- فرایند تولید ماست… 52

در محیط کشت MRS. 64

شکل 4-2- تصویر حاصل از میکروسکوپ نوری (400×) ریزپوشینه­های تولیدی توسط امولسیون دوگانه  65

 

 

1-1- مقدمه و اهمیت موضوع

نقش ترکیبات فعال رژیم غذایی در تغذیه انسان، یکی از مهم­ترین مسائل مورد توجه و تحقیق در زمینه علم تغذیه است. یافته­ های پژوهشی در مورد این موضوع، پیامدهای گسترده­ای برای مصرف‌کنندگان، مسئولان بهداشتی، متخصصان تغذیه و هم­چنین تولیدکنندگان، فرایندکنندگان و توزیع­کنندگان موادغذایی داشته است. شواهد علمی جدید در مورد فواید و خطرات مرتبط با جنبه­ های منحصر به فرد ترکیبات رژیم­غذایی، به طور مداوم در حال ظهور و  پیشرفت می­باشند. اثرات بالقوه مواد مغذی و اجزای دیگر در رژیم­غذایی، منجر به تحقق ایده تولید مواد غذایی با ویژگی­های خاصی شده است که فراتر از برآوردن نیازهای اساسی تغذیه­ای، بر عملکرد بدن نیز مؤثر باشند. این عامل توجیه­کننده­ علاقه­ زیاد مردم به غذاهای فراسودمند[1] است (بورگاین و همکاران، 2006).

موادغذایی که به طور رضایت­بخشی باعث بهبود وضعیت سلامت و یا کاهش خطر ابتلا به بیماری­ها، می­شوند را غذاهای فراسودمند می نامند. این محصولات در حال حاضر، بازار رو به رشدی داشته و یکی از زمینه ­های اصلی فعالیت در تولید محصولات جدید است. از آن­جایی که مصرف‌کنندگان بیش از پیش به دنبال غذاهای سالم با ارزش­ بالاتری هستند، محصولات موفق­تر آنهایی هستند که می­توانند ادعا کنند دارای  فواید سلامتی­بخش بیشتری هستند. از آنجا که اثرات مفید مواد غذایی تابعی از ترکیبات فعال در رژیم غذایی (اجزای فراسودمندا) می­باشد، طراحی و توسعه این غذاها نیاز به روش­هایی برای تعریف و بهینه­سازی حضور آنها دارد،  چه با افزایش سهم ترکیبات اولیه با اثرات مفید و چه با محدود کردن ترکیباتی که دارای پیامدهای منفی برای سلامتی هستند.

از گذشته غذا نه تنها به عنوان عامل تامین­کننده انرِژی بدن انسان بوده است بلکه به عنوان عاملی برای افزایش سلامت مصرف ­کننده نیز، مورد استفاده قرار می­گرفته است. بنابراین، امروزه تحقیقات علم تغذیه، در مواردی از جمله دریافت بهینه مواد مغذی، شناسایی اجزای با کیفیت در ترکیبات موادغذایی و توسعه غذاهایی جدید با عملکرد جدید که همان نقش ترکیبات غذایی در پیشگیری از بیماری­ها با تعدیل سیستم­های فیزیولوژیکی است، توسعه یافته است.

اولین تعریف غذاهای فراسودمند را به بقراط نسبت می­ دهند با شعار غذا را داروی خود کنید (ریاض. م، 1999). بعد از آن اولین بار در سال 1980،  ژاپن  غذاهایی را که با هدف ارتقاء سلامت مصرف ­کننده تولید و فراوری می‌شد، فراسودمند نامید (شاه و همکاران، 2000). امروزه غذاهای فراسودمند به صورت زیر تعریف می­شوند، محصولات غذایی که علاوه بر ارزش تغذیه­ای معمول، مزایای خاص دیگری هم برای سلامتی دارند و یا غذاهایی که حاوی سطوحی از ترکیبات زیست فعال می­باشند که به ارزش غذایی معمول محصول اضافه می­ کنند (نازار و همکاران، 2009).

این روزها مردم علاقه به مصرف غذاهای سالم­تر، بدون تغییر اساسی در رژیم غذایی خود دارند. این بی­علاقگی مصرف­ کنندگان نسبت به تغییر عادات غذایی پیشنهاد می­دهد که بازار بالقوه­ای برای غذاهایی وجود دارد که ارزش تغذیه­ای آنها عوض شده است، ولی خواص حسی آنها تغییر نکرده است (ریاض و همکاران، ‌1999). علاوه بر این علاقه مردم به مصرف غذاها و یا مکمل­های غذایی که به بهبود میکروفلور روده کمک می­ کند، بیشتر شده است (ساندوال و همکاران، 2010). در این میان غذاهای پروبیوتیک مهم­ترین غذاهای ارتقاء دهنده سلامت مصرف ­کننده می­باشند و در سال­های اخیر آگاهی مردم نسبت به اینکه مصرف پروبیوتیک­ها اثرات مفیدی بر سلامتی دارد، افزایش یافته است (چمپاجن و همکاران، 2007). استفاده از پروبیوتیک­ها در غذاهای فراسودمند و صنایع دارویی رشد زیادی داشته است، به طوری­که 65 درصد از بازار غذاهای فراسودمند را به خود اختصاص داده‌اند (آگوست، 2006). موادغذایی نسبت به داروها حامل بهتری برای پروبیوتیک­ها محسوب می­شوند زیرا مصرف­ کنندگان تمایل بیشتری به مصرف غذاهای سودمند نسبت به داروها دارند و غذای پروبیوتیک ارزش غذایی بیشتری نسبت به داروی حاوی پروبیوتیک دارد.

باکتری­ های پروبیوتیک به این صورت تعریف می­شوند؛ میکروارگانیسم­های زنده­ی غیر بیماریزایی، که وقتی به مقدار کافی مصرف شوند اثرات مفیدی بر سلامت میزبان (که می ­تواند انسان یا دام باشد) خواهند داشت (دلا پورتا و همکاران، 2012؛ پیکوت و همکاران، 2000). امروزه محصولات پروبیوتیکی از قبیل سویا، آب­پرتقال، محصولاتی بر پایه­ غلات و حتی شکلات پروبیوتیک در بازار عرضه می­شوند (رودگرز. س، 2011).

عواملی موجب کاهش زنده­مانی پروبیوتیک­ها در موادغذایی می­باشند مثل pH نامطلوب، دما، پتانسیل اکسیداسیون – ­احیا و تولید هیدروژن پراکسید (چاواری و همکاران، 2010؛ آلان و همکاران، 2010)، در نتیجه در بسیاری از محصولات به هنگام مصرف تعداد باکتری به اندازه مطلوب باقی نمانده است. هم­چنین اسید معده و قلیای روده هم در زنده­مانی باکتری­ ها موثر است (کاپلا و همکاران، 2007). روش­های مختلفی برای افزایش مقاومت باکتری­ های پروبیوتیک حساس پیشنهاد شده از جمله آنها می­توان به انتخاب سویه­های مقاوم به اسید معده، استفاده از بسته­بندی غیر­قابل­نفوذ به اکسیژن یا استفاده از موادی که اکسیژن را مصرف می­ کنند مثل آسکوربیک اسید، ایجاد سازش با استرس، دو مرحله­ ای کردن تخمیر (اگر محصول تخمیری است)، الحاق باکتری به ریزمغذی­ها مثل اسیدهای آمینه و پپتید­ها و ریزپوشانی اشاره کرد (آلان و همکاران، 2010).

ریزپوشانی[2] فرایندی است که سلول­ها در شبکه ریزپوشینه یا در یک غشا قرار می­گیرند. یک ریزپوشینه شامل غشایی نفوذ ناپذیر یا نیمه نفوذپذیر، کروی، نازک و محکم است که اطراف هسته­ی مایع/جامد را پوشانده است که قطر آن بین یک میلی­متر تا چند میکرون متغیر است. پلیمر­های غذایی مثل آلژینات، کیتوزان، کربوکسی متیل سلولز، کاراگینان، ژلاتین و صمغ­ها از جمله صمغ فارسی و صمغ عربی به طور عمده و با روش­های مختلف در ریزپوشانی استفاده می­شوند. چون جمعیت سلول­ها طی فرایند ریزپوشانی تحت تاثیر قرار می­گیرد، ضروری است که اطمینان حاصل شود که تکنیک ریزپوشانی تاثیر منفی بر جمعیت سلولی ندارد.

یک روش جایگزین برای حفاظت از باکتری­ های پروبیوتیک وارد کردن آنها به امولسیون آب در روغن در آب است. امولسیون دوگانه احتمالا محافظ مناسبی برای باکتری­ ها هنگام عبور آنها از محیط معده است و به عنوان کپسولی زیستی[3] برای ریزپوشانی باکتری­ ها برای مصارف صنعتی در صنعت لبنیات استفاده می­ شود (گنزالس و همکاران).

[1] Functional food

1 Encapsulation

[3] biocapsule

ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل و با فرمت ورد موجود اس

1-2- طرح موضوع. 2

1-3- بیان مسئله. 3

الف- عوامل موثر بر عطر و طعم پنیر: 4

1- گلیکولیز. 4

2- لیپولیز. 4

3- پروتئولیز. 5

4- دما 5

1-3-1- تعریف پنیر. 7

1-3-2- منشاء تاریخی پنیر. 7

1-3-3- طبقه بندی واریته‌های پنیر. 9

1-3-3-1- پنیر اولترافیلتراسیون (UF) 11

1-3-4- ارزش تغذیه‏ای پنیر. 12

1-3-5- مواد تشکیل دهنده پنیر. 15

1-3-6- سرانه مصرف پنیر. 16

1-4- فرایند تولید پنیر. 19

1-4-1- آماده سازی شیر. 19

1-4-2- آنزیم رنین و انعقاد شیر. 19

1-4-3- سینرسیس… 20

1-4-4- رسیدن پنیر. 20

1-4-4-1- پروتئولیز. 23

1-4-4-2- لیپولیز. 26

1-4-4-3-گلیکولیز. 28

1-5- تغییر در عطر و طعم پنیر. 30

1-6- تغییر در بافت پنیر. 30

1-7- تسریع رسیدن پنیر. 32

1-7-1- افزایش دمای رسیدن. 33

1-7-2- آنزیم‏های خارجی.. 34

1-7-3- اصلاح سلول‌های باکتریایی از طریق فیزیکی یا شیمیایی.. 35

1-7-4- اصلاح ژنتیکی باکتری‌های آغازگر. 35

1-7-5- کشت‌های کمکی.. 36

1-7-6- محلول‌های آبکی پنیر. 36

1-8- دورنمای تسریع رسیدن پنیر. 36

1-9- اهداف تحقیق. 37

1-10- پرسش اصلی تحقیق. 37

1-11- فرضیه‏های تحقیق. 38

فصل دوم: 39

سوابق و پیشینه تحقیق. 39

فصل سوم: 45

مواد و روش‏ها 45

3-1- محل انجام پروژه 46

3-2- مواد. 46

3-2-1-مواد اولیه پنیر. 46

3-2-1-1- شیر. 46

3-2-1-2- استارتر. 46

3-2-1-3- نمک… 47

3-3- فرایند تولید پنیر به روشUF. 47

دریافت: 47

پاستوریزاسیون: 47

تغلیظ شیر: 47

پركردن و بسته بندی: 47

نگه‌داری در اتاق تخمیر: 48

3-4- مواد مورد نیاز جهت انجام آزمایش… 48

3-5- دستگاه‌ها ی مورد نیاز: 48

3-5-1- میلکواسکن.. 48

3-5-2- دستگاه SPME.. 49

3-5-3- کروماتوگرافی گاز / طیف سنجی جرمی  (GC/MS) 49

3-5-3-1- اندازه گیری آروما با بهره گرفتن از روش کروماتوگرافی گازی- طیف سنجی جرمی.. 51

٣-6- ارزیابی حسی.. 52

3-7- روش‏های تجزیه وتحلیل آماری.. 53

فصل چهارم. 54

 

نتیجه‌گیری و بحث.. 54

4- نتایج و ارزیابی آزمون‏های پنیر. 55

4-1- تاثیر دما و زمان نگهداری بر میزان استالدئید. 57

4-2- تاثیر دما و زمان نگهداری بر مقدار اتانول. 60

4-3- تاثیر دما و زمان نگهداری بر مقدار دی استیل. 62

4-4- تاثیر دما و زمان نگهداری بر میزان استوئین.. 64

4-5 ارزیابی حسی.. 67

4-6- نتیجه‌گیری كلی.. 69

پیشنهادات: 70

منابع: 71

ضمیمه: 76

Abstract: 83

 

 

 

فهرست جداول

عنوان                                                                                                                صفحه

 

جدول1-1 طبقه بندی انواع پنیر براساس میزان رطوبت.. 10

جدول1-2 طبقه بندی گروه های پنیر بر اساس روش انعقاد. 11

جدول1-3 میانگین ترکیبات مغذی در تعدادی از انواع پنیر. 14

جدول1-4 سرانه مصرف لبنیات برحسب کیلوگرم درسال. 16

جدول1 -5 مصرف سرانه پنیر در کشورهای مختلف جهان. 17

جدول 1-6 روش های مهم مورد استفاده برای تشدید رسیدن پنیر. 37

جدول 3-1 مشخصات شیر مصرفی.. 46

جدول 3-2 مواد مورد نیاز جهت انجام آزمایش… 49

جدول 3-3- مواد مورد نیاز جهت انجام آزمایش……………………………………………………………………………………………………………… 52

جدول 4-1 نتایج میانگین مربعات تغییرات دما و زمان نگهداری پنیر. 55

 

 

فهرست اشکال

عنوان                                                                                                                صفحه

 

شکل1-1 پروتئولیز و تشکیل ترکیبات ناشی از تجزیه کازئین.. 26

شکل1-2 لاکتوز و تجزیه آن. 29

شکل 1-3 فرایند رسیدن پنیر و تولید ترکیبات مختلف… 29

شکل 3-1 دستگاه کروماتوگرافی گازی- طیف سنجی جرمی.. 51

شکل 4-1 کروماتوگرام. 57

شکل 4-2 تغییرات مقدار استالدئید در بین تیمارهای مختلف… 57

شکل 4-3 تغییرات مقدار استالدئید در طی دوره رسیدگی 30 روز. 58

شکل 4-4 تاثیر متقابل تیمار – زمان بر استالدئید در طی دوره رسیدگی 30 روز. 59

شکل 4-5 کروماتوگرام. 60

شکل 4-6 تغییرات مقدار اتانول در طی دوره رسیدگی 30 روز. 60

شکل 4-7 تغییرات مقدار اتانول در بین تیمارهای مختلف… 61

شکل 4-8 تاثیر متقابل تیمار – زمان بر اتانول در طی دوره رسیدگی 30 روز. 61

شکل 4-9 کروماتوگرام. 62

شکل 4-10 تغییرات مقدار دی استیل در بین تیمارهای مختلف… 62

شکل 4-11تغییرات مقدار دی استیل در طی دوره رسیدگی 30 روز. 62

شکل 4-12 تاثیر متقابل تیمار – زمان بر دی استیل در طی دوره رسیدگی 30 روز. 64

شکل 4-13 کروماتوگرام. 65

شکل 4-14 تغییرات مقدار استوئین در بین تیمارهای مختلف… 65

شکل 4-15 تغییرات مقدار استوئین در طی دوره رسیدگی 30 روز. 66

شکل 4-16 تاثیر متقابل تیمار – زمان بر استوئین در طی دوره رسیدگی 30 روز. 66

شکل 4-17 نتایج ارزیابی حسی در بین تیمارهای مختلف… 67

شکل 4-18 نتایج ارزیابی حسی  در طی دوره رسیدگی 30 روز. 68

شکل 4-19 تاثیر متقابل تیمار – زمان بر نتایج ارزیابی حسی  در طی دوره رسیدگی 30 روز. 69

 

 

چكیده:

این مطالعه به منظور تعیین تركیبات آرومای پنیرهای UF ایرانی كه در دماهای متفاوت نگهداری شده بودند انجام شد. تركیبات آرومایی كه اندازه‌گیری شده بودند عبارت بودند از استالدئید، اتانول، دی استیل، و استوئین، این تركیبات در طی روزهای 5، 23 و 30 ام از دوره‌ی رسیدن پنیر UF ایرانی بر اساس روش SPME-Mass Spectrophotometery اندازه‌گیری شدند. ارزیابی حسی همه تیمارها نیز بر اساس روش مقیاس رتبه‌ای انجام شد، مقدار تركیبات آروما بر اساس میلی گرم به ازای كیلوگرم پنیر گزارش شد. تأثیر مقدار استالدئید همه تیمارها معنی‌دار (05/0P<) و مقدار استالدئید تمام تیمارها در طی دوره رسیدن 30 روز، كاهش یافت. در ابتدای دوره رسیدن مقدار استالدئید پنیر نرسیده بیشتر از پنیر رسیده بود و نمونه‌هایی كه در دمای °c20 نگهداری شده بودند مقدار استالدئید بیشتری نسبت به سایر تیمارها داشتند اما مقدار استالدئید نمونه‌هایی كه در دمای °c20 نگهداری شده بودند در طی دوره رسیدن كاهش یافت. مقدار اتانول همه تیمارها در طی دوره رسیدن افزایش یافت و با توجه به مقدار اتانول تأثیر هم تیمار و هم زمان معنی‌دار (05/0P<) گزارش شد. هر چقدر زمان و دمای نگهداری افزایش یافت، غلظت اتانول هر نمونه نیز افزایش می‌یافت.

به موازات اتانول دی استیل نیز در طی دوره رسیدن افزایش یافت و تأثیر تیمار و زمان با توجه به مقدار دی استیل معنی‌دار (05/0P<) بود. مقدار استوئین همه تیمارها نیز در طی دوره رسیدن افزایش یافت و نمونه‌هایی كه در دمای °c20 نگهداری شده بودند مقدار استوئین بیشتری در مقایسه با سایر تیمارها داشتند. تأثیر تیمار و زمان با توجه به مقدار استوئین همه نمونه‌ها معنی‌دار (05/0P<) گزارش شد. ارزیابی حسی نمونه‌ها نشان داد كه تیمارهایی كه در دمای °c10 نگهداری شده بودند در مقایسه با سایر تیمارها دارای ویژگی‌های كیفی بهتری بودند بنابر دلایل ذكر شده فوق نتیجه‌گیری شد كه تیمار نگهداری شده در دمای °c10 بهترین می‌باشد.

كلمات كلیدی:  استالدئید، اتانول، آستوئین، پنیر سفید UF ایرانی

 

 1-1- مقدمه

ساخت پنیر از 8000 سال پیش آغازگردیده و امروزه بیش از 1000 نوع پنیر در سراسر جهان وجود دارد. دلیل اصلی تولید پنیر در روزگاران قدیم، دستیابی به محصولی با قابلیت نگهداری بهتر نسبت به شیر بوده است. در آن زمان ایجاد خصوصیات ارگانولپتیک جدید، در درجه دوم اهمیت قرار داشته است، گرچه طعم، آروما و بافت به عنوان مثال در قرن چهارم یا در دوران رومی به اندازه كافی شناخته شده بود (مرتضوی، 1381).

اهمیت قابلیت نگهداری طولانی پنیرها با ایجاد صنعت پیشرفته شیر كاهش یافت، زیرا فرایندهایی چون خشك و استریل نمودن شیر در مقایسه با تولید پنیر از نظر افزایش زمان ماندگاری بسیار موثرترند؛ اما در كنار آن، خصوصیات ارگانولپتیک اهمیت بیشتری یافته و در حقیقت ، این ویژگیهاست كه سبب افزایش تقاضای مصرف كنندگان امروزی است.

درك حسی یک فرایند پیچیده است كه به وسیله فاكتورهای زیادی مثل تركیبات طعمی، بافت و ظاهر تحت تاثیر واقع  می شود. خواص ارگانولپتیكی ویژه‌ای از نظر بافت و آروما در پنیر در دوره رسیدگی به وجود می آیند كه با خواص ذاتی شیر كاملاً متفاوت است. در این دوره كه شاید هفته‌ها، ماه ها، یا حتی سالها به طول می انجامد میكروارگانیسم‌ها نقش مهمی را در ایجاد و گسترش خصوصیات مذكور ایفا می كنند.

توسعه طعم در محصولات تخمیری لبنی به ویژه پنیرها، از یكسری فرایندهای بیوشیمیایی نتیجه می‏شود. در مورد رسیدن پنیر، تشكیل طعم فرایند نسبتاً آرامی است كه شامل تبدیلات فیزیكی و شیمیایی تركیبات پنیر است كه كشتهای استارتری آنزیمهای لازم برای این تبدیلات را تامین می كنند. 3 راه اصلی كه می تواند توضیح داده شود: تبدیلات لاكتوز، چربی و كازئین‌ها است. كشتهای استارتری كه در این تخمیرها استفاده می شوند، منبع عمده آنزیمهایی هستند كه این راه‌ها را ایجاد می‏كنند.

صنایع جدید پنیر سازی به دنبال تولید پنیرهایی با قابلیت ماندگاری بالا نیست، بلكه خواهان محصولی است كه ضمن دارا بودن خواص ارگانولپتیكی مطلوب، در سریعترین زمان ممكن به فروش برسد. در نتیجه بررسی هرچه بیشتر منابع ایجاد كننده خواص ارگانولپتیكی و مسیرهای تولید بافت و طعم مطلوب و نامطلوب جهت ایجاد محصول مناسب الزامی است (Attaie et Al., 2005).

 

2-1- کاربرد پوشش های آلی با خواص مادون قرمز. 7
2-2- مثال­هایی از پوشش ­هایی با خواص بازتاب مادون قرمز. 8
2-2-1- پوشش ­هایی با بازتاب در مادون قرمز حرارتی.. 8
2-2-2- پوشش ­های جمع کننده گرمای خورشیدی.. 8
2-2-3- پوشش ­هایی که با اشعه مادون قرمز پخت می شوند. 9
2-3- استتار. 9
2-3-1- هدف از استتار. 10
2-3-2- استتار مادون قرمز(IR) 10
2-4- تشعشعات مادون قرمز. 11
2-4-1- قاعده کلی تفرق تابش نور. 11
2-5- گستره امواج الکترومغناطیسی.. 12
2-6- ناحیه مادون قرمز. 12
2-7- وسایل دیده بانی و آشکارسازها 13
2-8- خصوصیات انعکاسی از محیط­های مختلف… 15
2-9- پوشش های استتاری.. 18
2-9-1- پوشش ­هایی برای نواحی بیشه و جنگلی.. 18
2-9-2- پوشش ­هایی برای نواحی بیابانی.. 23
2-9-3- پوشش ­هایی برای محیط­های اقیانوسی.. 23
2-10- خواص مواد اولیه با کارآیی مادون قرمز نزدیک… 27
2-10-1- انتخاب پیگمنت با خواص مادون قرمز نزدیک… 27
2-10-2- رنگدانه­ های آلی.. 31
2-10-3- نانو ذرات.. 32
2-10-3-1- دی اکسید تیتانیوم. 32
2-10-3-2- نانو ذرات کربن بلک… 32
2-10-4- خواص طیفی از رزین­ها 33
2-10-4-1- رزین پلی یورتان.. 35
2-10-5- حلال­ها و دیگر مواد تشکیل دهنده. 36
2-11- فرمول نویسی رنگ… 38
2-12- آلومینیوم. 40
2-13- آماده سازی سطوح.. 41
2-13-1- مناسب سازی پیش از اِعمال.. 42
2-13-2- تمیزکاری اولیه. 43
2-13-3- حذف اکسیدها به روش­های امکان پذیر. 43
2-14- آندایزینگ… 46
2-14-1- مفاهیم و کاربردها 46
2-14-2- روش­های آندایزینگ… 47
فصل  سوم. 51
مواد و تجهیزات.. 51
3-1- مواد مصرفی و تجهیزات.. 52
3-2 مواد مصرفی.. 52
3-2-1- رنگدانه­ های آلی.. 52
3-2-2- نانو ذرات دی اکسید تیتانیوم. 54
3-2-3- نانو ذرات کربن بلک… 54
3-2-4- رزین.. 55
3-2-5- حلال­ها 55
3-2-6- اسید سولفوریک… 55
3-2-7- آلیاژ آلومینیوم5052. 55
3-3 تجهیزات.. 56
3-3-1- میکسر برقی.. 56
3-3-2- دستگاه پولیشر. 56
3-3-3- فیلم کِش…. 56
3-3-4- کوره حرارتی.. 57
3-4 آزمون­ها 57
3-4-1- میکروسکوپ نوری.. 57
3-4-2- میکروسکوپ الکترونی روبشی.. 57
3-4-3- دستگاه اسپکتروفتومتر. 58
3-4-4- دستگاه اسپکتروفتومتر انعکاسی در ناحیه مادون قرمز نزدیک… 58
3-4-5- دستگاه تست چسبندگی.. 58
3-4-6- دستگاه تست سایشی.. 58
فصل چهارم. 59
نتایج و بحث… 59
4-1- ساخت پوشش…. 60
4-2 آماده ­سازی.. 64
4-3 پوشش دادن.. 65
4-4- فرمولاسیون پوشش…. 65
4-5- تصاویر میکروسکوپ نوری.. 67
4-6 تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی.. 70
4-7 انعکاس پوشش­ها در ناحیه مادون قرمز نزدیک… 74
4-8- مقاومت سایشی پوشش­ها 78
4-9- چسبندگی پوشش­ها 80
فصل  پنجم.. 83
نتیجه گیری  و پیشنهادات.. 83
5-1- نتیجه ­گیری.. 84
5-2- پیشنهادات برای کارهای آتی.. 85
مراجع.. 86
پیوست… 92
 
فهرست اشكال
عنوان                                                                                                                                        صفحه
شکل 2-1 : گستره ی امواج الکترومغناطیسی   12
شکل 2-2 : منحنی استاندارد انعکاسی برگ درختان   16
نمودار 2-3 :  نمودار انعکاسی برخی محیط­های طبیعی   17
نمودار 2-4 : نمودار رنگی استتار سبز جنگلی آمریکا 21
شکل 2-5 : محدوده انعکاس مادون قرمز در ایالت متحده امریکا 22
شکل 2- 6 : طیف انعکاس دهنده گرمای خورشیدی   27
شکل2-7 : مراحل آندایزینگ    48
شکل 3- 1 : ساختار پیگمنت Cibanone Yellow g. 53
شکل 3- 2 : ساختار پیگمنت Cibanone Blue gf. 53
شکل 3- 3 : ساختار پیگمنت Cibanone Olive s. 54

 

شکل 4-1 : ترکیب رنگ­ها 66
شکل 4-2 : تصویر تعیین ضخامت با میکروسکوپ نوری(پوشش پایه) 67
شکل 4-3  : تصویر بررسی پوشش به­وسیله میکروسکوپ نوری(پوشش پایه) 68
شکل 4-4  : تصویر نحوه دیسپرس شدن پیگمنت­ها با میکروسکوپ نوری (پوشش پایه) 68
شکل 4-5  : تصویر پوشش اِعمال شده با ضخامت کم به­وسیله میکروسکوپ نوری(پوشش پایه) 69
شکل 4-6  : تصویر میکروسکوپ الکترونی روبشی با بزرگنمایی 500 برابر از پوشش 1  70
شکل 4-7 : تصویر میکروسکوپ الکترونی روبشی با بزرگنمایی 20000 برابر از پوشش 1  71
شکل 4-8 : تصویر میکروسکوپ الکترونی روبشی با بزرگنمایی 10000 برابر از پوشش 4  71
شکل 4-9 : تصویر میکروسکوپ الکترونی روبشی با بزرگنمایی 20000 برابر از پوشش 4  71
شکل 4-10: نمودار آنالیز پوشش 1 توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی   72
شکل 4-11: نمودار آنالیز پوشش 4 توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی   72
شکل 4- 12: توزیع نانوذرات دی اکسید تیتانیوم در محمل   73
شکل 4- 13: توزیع نانوذرات کربن بلک در محمل   73
شکل 4-14 : مقدار انعکاس پوشش پایه  74
شکل 4-15 : مقدار انعکاس پوشش 1  75
شکل 4-16 : مقدار انعکاس پوشش 2  75
شکل 4-17 : مقدار انعکاس پوشش 3  75
شکل 4- 18: مقدار انعکاس پوشش 4  76
شکل 4-19 : مقدار انعکاس پوشش 5  76
شکل 4-20 : مقدار انعکاس پوشش 6  76
شکل 4- 21 : طیف انعکاسی انواع برگ سبز  77
شکل 4-22 : نمودار کاهش وزن بر حسب مقدار نانو دی اکسید تیتانیوم  79
شکل 4- 23 : نمودار کاهش وزن بر حسب مقدار نانو کربن بلک    79
شکل 7- 2 : نمودار XRD دی اکسید تیتانیوم  99
 
 فهرست جداول
عنوان                                                                                                                                        صفحه
جدول 2-1 : فرمولاسیون پوشش مینای زیتونی   22
جدول 2-2 : فرمولاسیون پوشش دریایی استرالیایی   25
جدول 2-3 : فرمولاسیون پوشش دریایی امریکایی   26
جدول 3- 1 : مشخصات پیگمنت­های مصرفی   52
جدول 3- 2 : مشخصات نانو دی اکسید تیتانیوم  54
جدول 3-3  : مشخصات نانو ذرات کربن بلک    55
جدول 3-4  : ترکیب شیمیایی آلیاژ آلومینیوم 5052  56
جدول 4-1 : مقادیر مختلف رنگدانه­ها به منظور رسیدن به فام استاندارد  60
جدول 4-2 : مؤلفه­ های رنگی نمونه­های پوشش با مقادیر مختلف رنگدانه­ها و اختلاف رنگ آن­ها با نمونه استاندارد سبز جنگلی.. 62
جدول 4- 3 : فرمولاسیون پوشش ساخته شده  63
جدول 4-4 : مقادیر رنگدانه­ها و نانوذرات (گرم) 64
جدول 4-5 : نتیجه آزمون چسبندگی پوشش­ها 80
جدول7- 1 : مقدار انعکاس پوشش پایه در ناحیه مادون قرمز نزدیک    92
جدول7- 2: مقدار انعکاس پوشش1در ناحیه مادون قرمز نزدیک    93
جدول7-3 : مقدار انعکاس پوشش2در ناحیه مادون قرمز نزدیک    94
جدول7 -4  : مقدار انعکاس پوشش3در ناحیه مادون قرمز نزدیک    95
جدول7-5 : مقدار انعکاس پوشش4در ناحیه مادون قرمز نزدیک    96
جدول7-6: مقدار انعکاس پوشش5در ناحیه مادون قرمز نزدیک    97
جدول7-7 : مقدار انعکاس پوشش6در ناحیه مادون قرمز نزدیک    98
 
 

چكیده

 
استتار هم در ناحیه مریی و هم در ناحیه مادون قرمز موضوعات قابل توجهی در اهداف و مقاصد نظامی می باشد. به منظور ایجاد استتار در ناحیه مادون قرمز نزدیک، بایستی طیف انعکاسی اجزای طبیعت و هدف را هماهنگ نمود. بنابراین طیف انعکاسی پوشش های استتاری در ناحیه مادون قرمز نزدیک تهیه شده، بسیار مهم می باشد. برای رسیدن به این هدف از رنگدانه­ های آلی استفاده شده است. همچنین از درصدهای مختلف نانو دی اکسید تیتانیوم و نانو کربن بلک در فرمولاسیون پوشش به منظور بررسی تأثیر آن­ها بر خواص پوشش ­های استتاری از جمله انعکاس طیفی، میزان چسبندگی و مقاومت سایش در ناحیه مادون قرمز نزدیک استفاده گردید. حداقل ضخامت پوشش اِعمال شده برای رسیدن به انعکاس مناسب 225میکرون می­باشد.
نتایج انعکاسی نمونه­ها نشان داد که افزودن نانوذرات دی اکسید تیتانیوم و کربن بلک به فرمولاسیون پوشش­ها باعث کاهش انعکاس می­ شود. بررسی میزان مقاومت به سایش پوشش­ها نشان داد که با افزودن نانوذرات دی اکسید تیتانیوم و کربن بلک باعث افزایش مقاومت سایشی پوشش­ها می­ شود و تأثیری در میزان چسبندگی پوشش­ها ندارند.
 
کلمات کلیدی : استتار، مادون قرمز نزدیک، نانو ذرات دی اکسید تیتانیوم، نانو ذرات کربن بلک
 

 

 

فصل اول

 

مقدمه

  

1-1- پیشگفتار

            گونه­ های شگفت­انگیزی از پنهان سازی در بین جانوران از گذشته تاکنون شناخته شده و آنچه امروزه به عنوان استتار[1] مطرح است الهام گرفته از طبیعت می­باشد. استتار از اصول و عوامل پدافند غیرعامل می­باشد و از مهمترین حیله­های جنگی است که برای فریب دشمن به­کار می­رود. استتار یکی از روش­های محافظت در برابر عوامل خارجی می­باشد. پایه­ اولیه آن بر روی این واقعیت استوار است که اگر دشمن نتواند هدف را کشف کند، هدف به­ طور مؤثری محافظت می­ شود و تلفات کاهش پیدا می­ کند[1].
در مقاصد نظامی، استتار به منظور تغییر شکل دادن نیروها و تجهیزات در مقابل شناسایی دشمن استفاده می­ شود. تا زمانی که نیروها و تجهیزات آن­ها پیشرفته تر می­ شود، استتار برای زنده ماندن و محافظت در برابر تجهیزات اهمیت بیشتری پیدا می کند. از نقطه نظر نظامی، تلاش­ها و تحقیقات پیوسته­ای برای یافتن روش­هایی به منظور فریب دادن مشاهده کننده وجود دارد. رنگ­های یافت شده در اغلب الگوهای استتار نظامی: سبز، زیتونی، خاکی، قهوه­ای و مشکی می­باشد. برای استتار هماهنگی با محیط اطراف، کاهش تضادها و از بین بردن خطوط برجسته­ی تصویر از طریق یک الگوی کارآمد ضروری است. نور خورشید شامل 5% اشعه­ی ماورای بنفش، 46% تابش مرئی و حدود49% تابش مادون قرمز نزدیک (NIR) می­باشد
(طول موج 700 تا 1200 نانومتر). با پیدایش تجهیزات شناسایی در NIR، مانند دوربین­های دید در شب و فتو گرافی NIR، ضروری است که انعکاس IR پوشش­ها در محدوده­ 700-1200نانومتر در نظر گرفته شود. بنابراین ضروری است که برای استتار، رنگدانه­ هایی که دارای انعکاس مادون قرمز مشابه با اجزای طبیعت هستند و طیف انعکاسی محیط را با طیف انعکاسی شی همسان می کنند، به کار روند[57].
معمولاً سه محیط برفی، جنگلی و بیابانی را می­توان مهم­ترین زمینه ­های استتار برای پنهان­سازی نیروها و تجهیزات نظامی عنوان کرد. در محیط برفی، انعکاس برف در طول موج­های ماورابنفش حـــــدود 98-80% می­باشد و اجسام برای استتار در این مناطق، باید بتوانند انعکاسی نزدیک با زمینه برفی محیط داشته باشند[1].
در محیط جنگلی، هریک از عناصر جنگل دارای خصوصیات انتشار مادون قرمز متفاوتی هستند که به ساختار شیمیایی آن­ها وابسته می­باشد. به عنوان مثال برگ­های درختان که جزء اصلی در محیط جنگلی به حساب می­آیند، دارای بازتاب نسبتاً کم در ناحیه مرئی و بازتاب نسبتاً زیاد در محدوده مادون قرمز نزدیک
می­باشند. عنصر اصلی که در ساختار گیاهان نقش اساسی ایفا می­ کند کلروفیل (سبزینه) می­باشد[1].
شن و ماسه­های بیابان که جزء اصلی محیط­های بیابانی را تشکیل می­­دهند، دارای بازتاب نسبتاً زیاد در ناحیه مرئی و مادون قرمز نزدیک می­باشند[1]. برای نگارش پایان ­نامه نیز از الگوی زیر استفاده گردیده است :
در فصل دوم به بر مقالات گذشته در خصوص استتار در ناحیه مادون قرمز نزدیک پرداخته شده است؛ که ابتدا کاربردهایی از پوشش ­های آلی با خواص مادون قرمز نام برده شده است و سپس به بحث استتار در ناحیه مادون قرمز نزدیک، که یکی از کاربردهای پوشش آلی با خواص مادون قرمز است؛ به طوری که مبحث اصلی این پروژه می­باشد پرداخته شده است. در ادامه مباحث فصل دوم، مواد اولیه ساخت پوشش از جمله رنگدانه[2]، رزین و حلال­هایی که می­توانند در پوشش ­های آلی با خواص مادون قرمز نزدیک به­کار برده شوند مورد بحث قرار گرفته­اند.
در فصل سوم به بررسی تجهیزات و آزمون­های انجام گرفته شده و همچنین فرمولاسیون پوشش ساخته شده، نحوه­ ساخت پوشش و اِعمال پوشش بر روی زیرآیند آلیاژ آلومینیوم 5052، پرداخته شده است.
در فصل چهارم نتایج حاصل از این تحقیق عرضه و مورد بحث و تحلیل قرار گرفته است؛ نتایج
آزمون­ انعکاس در ناحیه مادون قرمز نزدیک، آزمون سایشی، آزمون چسبندگی پوشش، و عکس­های استخراج شده به­وسیله دستگاه­های میکروسکوپ نوری و الکترونی روبشی به تفکیک آورده و مورد بحث واقع شده است.
در نهایت در فصل پنجم، از آزمون­های انجام گرفته شده در پروژه، نتیجه ­گیری شده و تأثیر حضور نانو ذرات دی اکسید تیتانیوم و کربن بلک بر روی خواص پوشش ­های استتاری در ناحیه مادون قرمز نزدیک بدست آورده شده است.
در بخش­های پایانی نیز پیشنهادات برای کارهای آتی و مراجع آورده شده است.