لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.

سابقه و هدف: فیلم های برپایه بیوپلیمر کیتوسان با خواص زیست تخریب پذیری به عنوان منبع جایگزین پلاستیک مصنوعی بررسی شده اند. این نوع فیلم های پلی ساکاریدی، بعلت ماهیت هیدروفیلیک دارای خواص ممانعتی ضعیف به رطوبت و ویژگی-های مکانیکی ضعیفی می باشند که این موارد کاربرد آن ها را به عنوان فیلم های خوراکی محدود نموده است (1 و 2). از روش-های مؤثر در بهبود خواص فیزیکی، کاربردی و بازدارندگی فیلم های کیتوسان تهیه فیلم های هیبریدی بیوپلیمر با مواد نانویی است که بعنوان فیلم های نانو کامپوزیت شناخته می شود. تولید نانو کامپوزیت ها را می توان به عنوان یکی از نویدبخش ترین استراتژی ها در اصلاح خواص فیلم های پلیمری با منشأ بیو لوژیک همانند خواص فیزیکی-مکانیکی و بازدارندگی نفوذ آب در نظر گرفت. در تحقیق حاضر اثر غلظت های مختلف نانو رس بنتونیت و کیتوسان بر نفوذ پذیری به بخار آب، خواص مکانیکی و مورفولوژی فیلم های قالبگیری شده نانو کامپوزیتی کیتوسان/نانورس مورد ارزیابی قرار گرفته است. مواد و روش ها: در این تحقیق، محلول بیوپلیمر کیتوسان با نسبت 2 و 3 درصد وزنی/حجمی محلول فیلم ساز و محلول نانو رس بنتونیت با نسبت 1 و 3 درصد(وزنی بر پایه کیتوسان) بطور جداگانه تهیه شد. برای تهیه نانو کامپوزیت، محلول تهیه شده کیتوسان به محلول نانو رس در دمای 55 درجه سانتی گراد اضافه گردید. فیلم ها به روش قالبگیری محلول نانوکامپوزیتی تهیه گردیدند. همچنین فیلم های شاهد از بیوپلیمر کیتوسان خالص در دو نسبت 2 و 3 درصد تهیه شد. میزان ممانعت به نفوذ بخارآب، استحکام کششی، درصد ازدیاد طول و ریز ساختار فیلم نانوکامپوزیت مورد بررسی قرار گرفت. یافته ها: بر اساس نتایج غلظت نانو رس تأثیر بسیار معنی داری) 01/0 (P

هدف از این پژوهش، بررسی انتقال جرم در فیلم های نانوکامپوزیت نشاسته-نانوکریستال سلولز (NNC) بود. تاثیر افزودن درصدهای مختلف NCC، بر میزان جذب رطوبت و نفوذپذیری نسبت به بخار آب و سینیتیک جذب رطوبت در نمونه های نانوکامپوزیت مورد بررسی قرار گرفت. از قانون دوم فیک و چهار معادله تجربی برای مدل سازی جذب رطوبت استفاده شد. همچنین، تاثیر غلظت گلیسرول بر میزان نفوذپذیری نسبت به بخار آب بررسی و داده های تجربی با یک مدل نمایی برازش شدند. نتایج نشان داد که روند تغییرات نفوذپذیری نسبت به بخار آب، به صورت تابعی از غلظت پلاستی سایزر از یک نمایی تبعییت می کند و مقاومت رطوبتی فیلم ها با افزیش غلظت NCC و گلیسرول به ترتیب کاهش و افزایش می یابد. مقادیر ضریب انتشار موثر رطوبت برای نمونه های نانوکامپوزیت نسبت به فیلم نشاسته خالص بیشتر بود و با افزایش غلظت نانوکریستال سلولز از صفر تا 9%، مقدار آن از 0.293×10-13 تا 0.547×10-13 متر مربع بر ثانیه افزایش یافت. مراحل ابتدایی جذب رطوبت به خوبی توسط قانون فیک توصیف شد، اما در اثر سست شدن تدریجی پلیمر (در فاصله زمانی 2.5 تا 9 ساعت)، رفتار آن از این قانون منحرف گردید.

فرمولاسیون امولسیون پوشش/ فیلم های خوراکی با استفاده از صمغ کتیرا (تراگاکانت) بعنوان ماده اصلی تشکیل دهنده فیلم صورت گرفت. برخی آزمایشات برای تعیین غلظت صمغ کتیرا (تراگاکانت)، لیپید و ماده نرم کننده در فیلم انجام شد و اثرات غلظت های مختلف صمغ کتیرا (0.65، 1، 1.5، 2، 2.35 گرم کتیرا/ گرم آب مقطر)، روغن کانولا (23، 30، 40، 50، 58 درصد وزن خشک صمغ کتیرا) و گلیسرول (33، 40، 50، 60، 67 درصد وزن خشک صمغ کتیرا) بر قابلیت نفوذپذیری نسبت به بخار آب، ویژگی های مکانیکی و کدورت فیلم ها با استفاده از روش سطح پاسخ ارزیابی شد. قابلیت نفوذپذیری نسبت به بخار آب در محدوده (2.05 - 36) ´ 10-11 g m-1 s-1 Pa-1 مشاهده شد و با افزایش غلظت گلیسرول و صمغ افزایش و با افزایش غلظت روغن کاهش یافت. تحت تاثیر ترکیبات فیلم محدوده وسیعی از مقدار مقاومت کششی (7.15 - 0.65 مگاپاسکال) و درصد افزایش طول در نقطه پاره شدن (1.99 - 7.8%) مشاهده شد. افزایش محتوی صمغ تراگاکانت و کاهش غلظت گلیسرول باعث افزایش مقاومت کششی شد در حالیکه افزایش طول در نقطه پاره شدن با افزایش غلظت صمغ تراگاکانت و گلیسرول افزایش داشت و با افزایش غلظت روغن کاهش داشت. روغن مهمترین فاکتور موثر بر کدورت بود و با افزایش غلظت روغن کدورت افزایش یافت. مدل های موجود برای نفوذپذیری بخار آب، مقاومت کششی، درصد افزایش طول، و کدورت دارای مقدار R2 بالا به ترتیب (0.983 - 0.952 - 0.824 و 0.94) بود.

در تقاطع­­های راست گوشه سه شاخه یا چهار شاخه کانال­های روباز، مطالعه جدایی جریان بسیار حائز اهمیت می­باشد. برخی پارامترهای موثر در این زمینه نسبت دبی ورودی و عمق جریان می­باشد که در این تحقیق تاثیر نسبت دبی ورودی و نسبت ارتفاع سرریزها (عمق جریان) در الگوی جریان و ابعاد ناحیه جداشدگی به صورت عددی شبیه­سازی شده است. بررسی نتایج مدل عددی نشان داد که مدل k-ω بیشترین مطابقت را با نتایج آزمایشگاهی دارد، به طوریکه میزان خطای شبیه­سازی کمتر از 20% بود. ابعاد ناحیه جداشدگی در کانال­­های اصلی و فرعی با نسبت دبی ورودی رابطه مستقیم داشت. همچنین با افزایش ارتفاع سرریزهای خروجی، عمق جریان افزایش یافت و منجر به کاهش ابعاد ناحیه جداشدگی شد. مطابق نتایج عددی، ابعاد ناحیه جداشدگی در راستای قائم از کف کانال به سطح آب افزایش یافت، به­طوری­که برای نسبت دبی 6/0 و نسبت ارتفاع سرریز 377/0، طول ناحیه جداشدگی در کف کانال، فاصله 1/0 متر از کف و در سطح آب به ترتیب در حدود 60 سانتیمتر، 75 سانتیمتر و 85 سانتیمتر بود. بنابراین از سطح آب به سمت کف کانال طول ناحیه جداشدگی در حدود 29% کاهش یافت.

بطور کلی وظیفه حفاظت سطحی در بتن جلوگیری از آسیب های ناشی از عوامل مهاجم از جمله جلوگیری یا تاخیر در خوردگی آرماتور یا ایجاد حفاظت در برابر نفوذ یون می باشد. در این تحقیق عملکرد سه ماده حفاظت سطحی بتن بر روی دو نوع بتن خودتراکم با نسبتهای آب به سیمان متفاوت و یک نوع بتن معمولی، مورد ارزیابی قرار گرفت. آزمایش های نفوذپذیری بخار آب، اختلاف پتانسیل نیم پیل، شدت خوردگی و زاویه تماس آب و تصاویر SEM برای ارزیابی عملکرد این مواد انجام شد. نتایج نشان داد که استفاده از مواد حفاظت سطحی تاثیر بسزایی در کاهش نفوذپذیری، اختلاف پتانسیل نیم پیل و شدت خوردگی و در مجموع افزایش دوام بتن خواهد داشت به طوری که نمونه های حفاظت شده به غیر از یک مورد تا هفته 49 وارد فاز فعال خوردگی نشدند. افزایش نسبت آب به سیمان بتن پایه موجب تضعیف عملکرد مواد حفاظت سطحی خواهد شد. همچنین نتایج گویای این مطلب بوده است که مواد حفاظتی که اجازه تبخیر آب محبوس را به اندازه کافی نمی دهند نسبت به موادی که اجازه عبور بخارآب می دهند تاثیر کمتری در کاهش خوردگی دارند. نمونه حفاظت شده با سیلان-سیلوکسان و نمونه حفاظت شده با اپوکسی به ترتیب 92% و 35% نسبت به بتن شاهد اجازه عبور بخار آب را می دهند و نمونه EP-SCC2 در همان هفته های ابتدایی وارد فاز فعال خوردگی شده است و اختلاف پتانسیل بیش از 270-نشان داده است.

فیلم های خوراکی لایه های نازکی بر پایه بیو پلیمرهای طبیعی هستند. هدف از این مطالعه تعیین ویژگی های نفوذپذیری نسبت به بخار آب، خواص مکانیکی، گرمایی و ساختار فیلم های ژلاتینی پوست ماهی کپور سر گنده می باشد. فیلم ها از ترکیب 3 گرم ژلاتین در 100ml آب، 10-0% سوربیتول و 10% گلیسرول تهیه شدند. نمونه ها، قبل از انجام آزمون خواص مکانیکی در رطوبت نسبی 3±75% و دمای25oC  به مدت 2 روز مشروط شدند. با افزایش محتوی سوربیتول، ازدیاد طول تا نقطه پارگی و نفوذپذیری نسبت به بخار آب افزایش، مقاومت کششی و مدول الاستیک کاهش معنی داری یافتند. فیلم های ژلاتینی حاوی 10% گلیسرول و 5% سوربیتول بالاترین دمای انتقال شیشه ای و دمای ذوب را بعد از فیلم های ژلاتینی فاقد سوربیتول داشتند. تصاویر میکروسکوپ الکترونی نشان دادند که فیلم های ژلاتینی فاقد نرم کننده سطح بسیار صاف و یکنواختی داشته و حفره ها و چاله هایی نیز در ساختار آن ها مشاهده شد. فیلم های پلاستیکی شده با گلیسرول 10% سطح شیشه ای داشتند. فیلم های پلاستیکی شده با گلیسرول 10% و سوربیتول در غلظت های مختلف از ساختار متراکم و فشرده تری نسبت به فیلم شاهد و فاقد نرم کننده برخوردار بودند.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.

تحقیقات گسترده ای در سال های اخیر در زمینه ساخت مواد بسته بندی عبورناپذیر با هدف رفع محدودیت های کاربردی در استفاده از مواد خاص نظیر پلی وینیلیدن کلرید و اتیلن وینیل الکل در حال انجام است. یکی از گزینه های مناسب برای این منظور، استفاده از نانو ذرات می باشد. این مواد ضمن ایجاد عبورناپذیری نسبی مطلوب و فرآیند پذیری، سایر ویژگی ها را بهبود بخشیده و ماندگاری محصولات غذایی بسته بندی شده را افزایش می دهند. در این تحقیق، اثر هفت نوع فیلم نانویی با درصدهای متفاوت نقره و رس، بر نفوذ پذیری بخار آب و اکسیژن به دو روش مستقیم و غیرمستقیم مورد بررسی قرار گرفته و داده ها با استفاده از نرم افزار SPSS، مورد تجزیه و تحلیل و مقایسه با نمونه شاهد (بدون ذرات نانو) قرار گرفت. نتایج حاکی از آن بود که با به کار بردن نانو ذرات نقره و رس، نفوذپذیری فیلم نسبت به بخار آب و اکسیژن (دو روش مستفیم و غیرمستقیم) کاهش یافته است. در نانو فیلم های نقره، بیشترین کاهش نفوذپذیری مربوط به فیلم نانو نقره 2 درصد (S2) و در نانو فیلم های ترکیبی نقره - رس، بیشترین کاهش نفوذپذیری مربوط به فیلم ترکیبی دارای 3 درصد رس (SC3) می باشد. میزان کاهش نفوذپذیری بخار آب در نمونه ها، حداقل 1/3 تا 9/4 برابر بهبود نسبت به شاهد را نشان داد. همچنین اثر نوع فیلم بر میزان نفوذپذیری به بخار آب در سطح 95/0 معنادار بود. نفوذ پذیری اکسیژن به روش غیرمستقیم در نمونه ها، 7/1 تا 9/4 برابر کاهش یافت که بهبود قابل توجهی نسبت به فیلم معمولی بوده و می تواند در نگهداری مواد غذایی بسیار موثر باشد. همچنین اثر نوع فیلم بر میزان نفوذپذیری اکسیژن به روش غیرمستقیم، در سطح 999/0 معنادار بود. نفوذپذیری اکسیژن به روش مستقیم نیز 75/1 تا 8/3 برابر نسبت به نمونه شاهد کاهش یافت. اثر نوع فیلم بر نفوذپذیری اکسیژن به روش مستقیم در سطح 99/0 معنادار بوده است. در مجموع فیلم نانویی نانو نقره 2 درصد (S2)، با کمترین میزان نفوذپذیری بخار آب و اکسیژن، بهترین فیلم نانویی برای بسته بندی مواد غذایی ارزیابی شد.