کرنش تا نقطه شکست (SB): همانند ازدیاد طول تا نقطه شکست انعطاف پذیری فیلم را نشان می­دهد ولی آن نسبت افزایش طول به طول اولیه فیلم می­باشد و فاقد واحد بوده و بر حسب درصد بیان می­ شود.
مقاومت تسیلم: به میزان تنش کششی که در آن تنش، اولین علائم تغییر شکل (کرنش) غیر الاستیکی ظاهر می­ شود می­گویند. بالاتر از تنش تسلیم، تغییر شکل برگشت ناپذیر (پلاستیک) رخ می­دهد و معمولا نقطه شکست میکروسکوپی نیز نامیده می­ شود.
انرژی تا نقطه شکست (EBP ): این پارامتر توسط سطح زیر منحنی تنش – کرنش تا نقطه شکست تعیین می­ شود.
Toughness (T): به نسبت EBP به حجم نمونه گفته می­ شود و تغییرات آن شبیه EBP می­باشد.
برای انجام آزمون کشش از دستگاه­های بافت سنج و کشش سنج استفاده می­ شود ]۱۴[.

(( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))

ناکائو[۱۵] و همکارانش (۲۰۰۷)، تهیه فیلم های ترکیبی ژلاتین و پروتئین ایزوله سویا و خواص نوری، مکانیکی، تورم فیلم های کامپوزیتی تهیه شده از پروتئین ایزوله سویا (SPI) و ژلاتین را مطالعه کرده اند. SPI بوی لوبیایی کمی دارد و فیلم نسبتاً ترد و شکننده ای تشکیل می دهد و خواص مکانیکی نسبتاً ضعیفی دارد. خواص پروتئین سویا با ترکیب شدن با ژلاتین، نشاسته، آلژینات سدیم و وی پروتئین ایزوله می تواند بهبود یابد. نتایج آزمایشات نشان داد که افزایش میزان ژلاتین استحکام کششی، مقاومت به پارگیE، ضریب الاستیک را بطور چشمگیری بهبود داده است. وقتی­که مقدار ژلاتین در فیلم کامپوزیتی افزایش مییابد فیلم شفاف تر، یکنواخت تر، منعطف تر می شود. فیلم ژلاتین خواص مکانیکی بهتری نسبت به فیلمSPI دارد. که این حقیقت به واکنش پروتئین/ پروتئین که بوسیله پیوندهای هیدروژنی یا توسط واکنش الکترواستاتیک و یابا خاصیت هیدروفوبی ایجاد می شود بر می گردد. در کل افزایش نسبت ژلاتینTS مواد جامد کل، مقاومت به پارگیEB، ضریب الاستیکEM و قابلیت تورم فیلم های کامپوزیتی را افزایش داده و فیلم خیلی بیشتر شفاف می­ شود ] ۵۷[.
جانگ[۱۶] و همکارانش(۲۰۰۸)، خواص مکانیکی فیلم های ژلاتینی تهیه شده به روش کاستینگ و اکسترود را مقایسه کردند. فیلم های اکسترود بالاترین مقادیرE و کمترین مقدار استحکام کششی را داشتند ]۴۰[.
کارولینو[۱۷] همکارانش (۲۰۰۹)، اثر پلاستیک کننده های هیدروفوبیک روی خواص عملکردی فیلم های ژلاتینی را بررسی کردند. هدف این مطالعه تولید و بررسی خصوصیات فیلم های ژلاتینی با بهره گرفتن از پلاستیک کننده های هیدروفوبیک مشتق شده از اسید سیتریک و لستین سویا به عنوان امولسیفایر بود، مقادیر استحکام کششیTS از ۳۶ به ۱۰۳ MPa تغییر کرد. هر چند با افزایش غلظت پلاستیک کننده ها (استیل تری بوتیل سیترات و تری بوتیل سیترات)TS به ۵۷% کاهش یافت ولی هیچ ارتباطی بین مقادیر پلاستیک کننده و کشیدگیE در مقدارهای آزمایش شده مشاهده نشد ]۳۱[.
کونگ[۱۸] و همکارانش (۲۰۰۴)، خواص مکانیکی فیلم های ترکیبی ژلاتین را مطالعه کردند. مطالعات زیادی برای بهبود خواص مکانیکی فیلم­های پلی ساکاریدی با ترکیب شدن مواد هیدروفوب و پلاستیک کننده ها صورت گرفته است.محققان فوق گزارش کرده اند که ترکیب شدن ژلان در ژل های ژلاتینی منجر به افزایش سینرژیستی قدرت شبکه ژلی و بهبود ثبات و استحکام ژل شده است. اثر نسبت ژلان/ژلاتین و غلظت NaCl روی خواص مکانیکی این فیلم ها بررسی شده است. TS (ماده جامد کل ) تأثیر مهمی روی خاصیت مکانیکی فیلم دارد.استحکام به کشش فیلم های کامپوزیتی ژلان/ ژلاتین به نسبت افزایش ژلاتین به طور خطی کاهش می­یابد در حالی که مقاومت کششیTE با افزایش ژلاتین افزایش می­یابد. در واقع ژلاتین جهت ایفای نقش پلاستیک کننده مناسب می باشد که انعطاف پذیری فیلم را افزایش داده و شکنندگی فیلم را نیز کاهش می دهد. وزن مولکولی نسبتاً پایین ژلاتین می تواند اجازه دهد که براحتی در شبکه های ژلان جای گرفته و موجب انعطاف بیشتر و کاهش سختی فیلم های کامپوزیتی گردد ]۴۴[.
۲-۳-۳- روش­های تولید فیلم پروتئینی
برای تولید فیلم­های بیوپلیمری از پروتئین­ها می­توان از دو روش کلی مرطوب و خشک استفاده کرد.
روش مرطوب (روش کاستینگ یا تبخیر حلال)
روش خشک
در روش مرطوب، محلول و یا دیسپرسیونی از پروتئینی با نرم کننده­ها در حلال مناسب (مانند آب، اتانول، ایزوپروپیل الکل، استون و غیره) تهیه می­ شود و سپس بسته به نوع پروتئین، توسط روش­های زیر پروتئین از فاز حلال جدا می­ شود:
تغییر در شرایط حلال: مانند تغییر قطبیت تغییر pH، افزودن الکترولیت­ها
تیمار حرارتی
جداسازی حلالتوسط تبخیر و خشک کردن
به استثنای زئین ذرت، گلوتن گندم، کافیرین سورگوم و کراتین، بیشتر پروتئین­های مولد فیلم، محلول در آب هستند. وقتی در تهیه فیلم یا پوشش از اتانول استفاده می­ شود باید در طول تهیه آن اقدامات ایمنی لازم صورت گرفته و به مقدار حلالی که در طول تبخیر وارد جو می­ شود توجه شود.در این مورد اگر حلال بازیابی شود کارایی اقتصادی عملیات نیز افزایش می­یابد.
گاهی برای حل کردن پروتئین در حلال و تهیه دیسپرسیون، به عوامل شکننده پیوند­ها (به ویژه پیوند­های کووالانسی) نیاز است. برای مثال پیوند­های دی­سولفیدی (کووالانسی) باید در کراتین شکسته شوند تا کراتین حل شود. گاز زدایی یک مرحله مهم برای جلوگیری از تشکیل حباب در فیلم یا پوشش نهایی است. سرانجام فیلم یا پوشش پروتئینی به ترتیب از طریق ریختن محلول آماده شده در قالب یا سطح نچسبیده (مانند تفلون) و پوشش دهی سطح ماده غذایی و سپس تبخیر حلال شکل می­گیرد. پس از خشک شدن، فیلم از سطح جدا می­ شود. استفاده از هوای گرم با رطوبت کم و سرعت زیاد، خشک شدن را تسریع می­ کند.
روش خشک: در روش خشک از خواص ترموپلاستیکی برخی از پروتئین­ها استفاده می­ شود ]۱۴[.
۲-۳-۴- اصلاح ویژگی­های فیلم پروتئینی
در سال­های اخیر برای بهبود ویژگی­های مکانیکی، بازدارندگی و حلالیت فیلم­های پروتئینی روش­های زیادی بررسی شده است. این روش­ها عموما شامل اصلاح ساختمان پروتئین و یا بر هم کنش بین مولکول­های پروتئین است. روش دیگر ایجاد فیلم­های مرکب یا امیخته از طریق وارد کردن پلی ساکارید یا مواد آبگریز (لیپید یا موم) است ]۱۴[.
۲-۳-۵- پلاستی سایزرها[۱۹]
فیلم­های پروتئینی و پلی ساکاریدی به علت بر هم کنش بین پیوند­های بین مولکولی در درون پلیمر، اغلب سخت و شکننده هستند به همین علت و برای کاهش شکنندگی پلیمر از پلاستی سایزر­هایی مانند گلیسرول استفاده می­ شود. افزودن پلاستی سایزر، بر هم کنش در ساختار پلیمر، دمای انتقال شیشه ­ای افزایش مقاومت به کشش، مدول الاستیک و ممانعت کنندگی در برابر انتقال رطوبت، اکسیژن، آروما و روغن را کاهش و میزان کشش پذیری را افزایش می­دهد و باعث بهبود انعطاف پذیری فیلم می­ شود. پلاستی سایزر­ها با تخریب پیوند­های هیدروژنی درون و بین مولکولی، پیوند­های هیدروژنی بین زنجیره­های آمیلوز و آمیلو پکتین را کاهش می­ دهند و برهم کنش بین آن­ها را کم می­ کنند در نتیجه، فاصله بین مولکول­های پلیمر و حرکات مولکولی زیاد می­ شود و انعطاف پذیری پلیمر افزایش می­یابد با کاهش برهم کنش بین زنجیره­های پلیمر، مقاومت به کشش و مدول الاستیک کاهش و میزان کشش پذیری افزایش می­یابد ]۱۲[.
۲-۳-۵-۱- مقایسه پلاستی سایزرهای مورد استفاده
سوربیتول به علت تمایل کمتر به اتصال با آب، نسبت به گلیسرول بازدارندگی بهتری را در برابر بخار آب ایجاد می کند. متأسفانه پلاستی سایزرهای افزوده شده، با گذشت زمان مهاجرت می کنند و خواص فیلم را تحت تأثیر قرار می­ دهند و موجب سخت­تر و شکننده­تر شدن فیلم  می­شوند این پدیده تقریباً غیر قابل اجتناب است و فرایندی طبیعی است یک تفاوت مهم بین پلاستی سایزرهای گلیسرول و سوربیتول این است که سوربیتول در اثر مهاجرت بر روی سطح فیلم کریستالیزه می شود و موجب ظاهر نامطلوب می شود ولی مهاجرت گلیسرول به آسانی قابل تشخیص نیست چون گلیسرول بر خلاف سوربیتول در دمای اتاق بصورت کریستالیزه نبوده و مایعی شفاف است. معمولاً اولین نشانه­ های مربوط به کریستالیزاسیون سوربیتول بعداز چندین­ ماه ظاهر می شود. علاوه بر افزودن پلاستی سایزر، روش دیگری که می ­تواند برای افزایش انعطاف پذیری فیلم استفاده شود، کاهش وزن مولکولی و در نتیجه کاهش نیروهای بین مولکولی در امتداد زنجیر و افزایش فضاهای آزاد در پلی مر است این کار توسط هیدرولیز محدود انجام می­ شود این کار موجب کاهش نیاز به استفاده از غلظت های بالای پلاستی سایزر می­ شود و در نتیجه نفوذپذیری نسبت به بخار آب و اکسیژن کاهش می­یابد و همچنین موجب افزایش حلالیت و امولسیونه شدن و بهبود هضم پذیری فیلم­های می گردد ]۴[.
فصل سوم
مواد و روش ها
۳-۱- مواد
ژلاتین گاوی از شرکت سیگما خریداری شد (Penang, Malaysia). گلیسرول و سوربیتول خوراکی (مرک آلمان)، کلرید کلسیم و نیترات منیزیم (مرک آلمان) برای کنترل رطوبت، اسانس زیره سبز از شرکت باریج اسانس، محیط کشت مولر هینتون آگار[۲۰] و محیط کشت نوترینت براث[۲۱] (مرک آلمان)، هود میکروبی (Beasat)، انکوباتور شرکت پارس طب نوین، سویه­ استاندارد میکروبی (۱۱۱۲ PTCC / ATCC6538) استافیلو کوکوس آرئوس[۲۲]، از آزمایشگاه مرکزی سازمان پژوهش­های علمی و صنعتی، سایر مواد مورد استفاده برای کشت میکروبی از نوع آزمایشگاهی بوده است.
۳-۲- تهیه فیلم­ها
برای آماده سازی دیسپرسیون ژلاتین گاوی ۴% () به کار گرفته شد این دیسپرسیون تا ۶۵ حرارت داده شد و سپس برای کامل کردن ژلاتیناسیون به مدت ۱ ساعت در این دما نگهداری شد یک مخلوط ۳:۱ گلیسرول – سوربیتول در ۴۰% ( از ژلاتین) به عنوان پلاستی سایزر اضافه شد. انتخاب این نرم کننده­ها بر اساس پایداری بالاترین حرارت که در آزمایش پیشین از آن گرفته شد مبتنی بود ]۲۵[. هنگام سرد کردن ( دمای ۵۰ درجه سانتی گراد)، اسانس زیره سبز در غلظت­های ( ۰%، ۱۰%، ۲۰% و ۳۰%) بر اساس ماده خشک و توئین ۸۰ درصد به نسبت­های ( ۰، ۱، ۲ و ۳ بر اساس ماده خشک)، به فیلم خوراکی اضافه شد. پس از سرد شدن مقدار ۴۵ گرم از دیسپرسیون در پلیت­ها ریخته شدند این فیلم­ها در یک اتاقک رشد با درجه حرارت ۲۲ و رطوبت نسبی ۵۰ به مدت ۲۰ ساعت خشک شدند. فیلم­های خشک شده از سطح پلیت­ها جدا شدند و در۲ ۲۳ و با رطوبت نسبی (RH) %5 50 نگه داری شدند تا اینکه آزمایش شوند. تمام فیلم­ها (شامل کنترل) در سه مرتبه آماده شدند.
۳-۳ - ضخامت فیلم
ضخامت­فیلم باریز­سنج مدل insize با قدرت تفکیک۰۱ /۰ میلی­متر به طور تصادفی در ۵ موقعیت تعیین و میانگین آن­ها برای محاسبات استفاده شد.
۳-۴- آنالیز فیلم
آزمون­های صورت گرفته در این تحقیق شامل اندازگیری ویژگی­های مکانیکی، ویژگی­های فیزیکوشیمیایی ( میزان جذب آب و حلالیت) و خواص ممانعتی (نفوذ پذیری نسبت به بخار آب و اکسیژن)، بررسی رنگ و بررسی پارامتر­های رشد میکروبی اسانس زیره سبز علیه باکتری استافیلو کوکوس آرئوس[۲۳]، با تغییر غلظت های مختلف اسانس زیره سبز در فیلم ژلاتین گاوی می­باشد
۳-۴-۱- ویژگی های مکانیکی
یک آزمون برای ارزیابی تغییر شکل (کششی) در سرعت ثابت در یک نمونه با ابعاد استاندارد برای اندازه ­گیری نیروی لازم برای پارگی مواد مورد استفاده قرار گرفت. منحنی نیرو در مقابل جابجایی این پارامترها را تعیین می­ کند.
تنش کششی (Tensil stress) (استحکام کششی نیز نامیده می­ شود) که در واحد MPa بیان می­ شود. نیروی لازم برای پارگی (گسیختگی) قسمتی از نمونه را اندازه ­گیری می­ کند.
بیشترین نیرویی که سبب گسیختگی جسم می­ شود تقسیم بر سطح مقطع نمونه، نشان دهنده قدرت کششی فیلم (مقاومت فیلم) است.
که در آن F نیرو بر حسب نیوتن و A مساحت قسمتی از فیلم که مورد آزمون قرار می­گیرد (ضخامت × عرض در mm2)
کشیدگی Elongation (Strain هم نامیده می­ شود) که واحد آن درصد است. که این نسبت جابجایی به طول اولیه نمونه است:
بیشترین تغییر طول به طول اولیه، انعطاف­پذیری فیلم را بررسی می­ کند (چند درصد طولش می ­تواند کش بیاید ولی پاره نشود).
که در آن L جابجایی (mm) و L0 طول اولیه (mm) کشیدگی در نقطه شکست به صورت درصد نسبی است که مقیاسی از انعطاف­پذبری فیلم­ها است.
مدول یانگ (Yang’s Modulus) این پارامتر برابر است با شیب در ناحیه خطی منحنی تنش-کرنش (نسبت stress به strain) بیانگر میزان سختی فیلم­ها است.
ویژگی­های مکانیکی در هر شکست مشخص می­ شود. در هر شکستن تنش و کرنش برای هر نمونه محاسبه شد. قسمتی از آزمون که متفاوت باشد در طول اندازه ­گیری خیلی قابل توجه نیست. شکل منحنی تنش -کرنش رفتار خاص مواد شکننده (شکستن در محدوده الاستیک) یا انعطاف­پذیر (شکست در پلاستیک) را تعریف کند.

موضوعات: بدون موضوع  لینک ثابت


فرم در حال بارگذاری ...